LockSupport

LockSupport是一个线程阻塞工具类，所有的方法都是静态方法，可以让线程在任意位置阻塞，当然阻塞之后肯定得有唤醒的方法。主要有两类方法：park和unpark。

public static void park(Object blocker); // 暂停当前线程
public static void parkNanos(Object blocker, long nanos); // 暂停当前线程，不过有超时时间的限制
public static void parkUntil(Object blocker, long deadline); // 暂停当前线程，直到某个时间
public static void park(); // 无期限暂停当前线程
public static void parkNanos(long nanos); // 暂停当前线程，不过有超时时间的限制
public static void parkUntil(long deadline); // 暂停当前线程，直到某个时间
public static void unpark(Thread thread); // 恢复当前线程
public static Object getBlocker(Thread t);

为什么叫park呢，park英文意思为停车。我们如果把Thread看成一辆车的话，park就是让车停下，unpark就是让车启动然后跑起来。

每个线程都有一个许可(permit)，permit只有两个值1和0,默认是0。

  1. 当调用unpark(thread)方法，就会将thread线程的许可permit设置成1(注意多次调用unpark方法，不会累加，permit值还是1)。
  2. 当调用park()方法，如果当前线程的permit是1，那么将permit设置为0，并立即返回。如果当前线程的permit是0，那么当前线程就会阻塞，直到别的线程将当前线程的permit设置为1.park方法会将permit再次设置为0，并返回。

注意：因为permit默认是0，所以一开始调用park()方法，线程必定会被阻塞。调用unpark(thread)方法后，会自动唤醒thread线程，即park方法立即返回。

LockSupport源码注释

复制代码
package java.util.concurrent.locks;
import sun.misc.Unsafe;

import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;

/**
 * 提供阻塞线程和唤醒线程的方法。
 */
public class LockSupport {
    // 构造函数是私有的，所以不能在外部实例化
    private LockSupport() {}

    // 用来设置线程t的parkBlocker属性。此对象在线程受阻塞时被记录，以允许监视工具和诊断工具确定线程受阻塞的原因。
    private static void setBlocker(Thread t, Object arg) {
        UNSAFE.putObject(t, parkBlockerOffset, arg);
    }

    // 唤醒处于阻塞状态下的thread线程
    public static void unpark(Thread thread) {
        // 当线程不为null时调用
        if (thread != null)
            // 通过UNSAFE的unpark唤醒被阻塞的线程
            UNSAFE.unpark(thread);
    }

    // 阻塞当前线程
    public static void park(Object blocker) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        // 设置线程t的parkBlocker属性，用于记录线程阻塞情况
        setBlocker(t, blocker);
        // 通过UNSAFE的park方法阻塞线程
        UNSAFE.park(false, 0L);
        setBlocker(t, null);
    }

    // 阻塞当前线程nanos纳秒时间，超出时间线程就会被唤醒返回
    public static void parkNanos(Object blocker, long nanos) {
        if (nanos > 0) {
            Thread t = Thread.currentThread();
            setBlocker(t, blocker);
            UNSAFE.park(false, nanos);
            setBlocker(t, null);
        }
    }
    // 阻塞当前线程，超过deadline日期线程就会被唤醒返回
    public static void parkUntil(Object blocker, long deadline) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        setBlocker(t, blocker);
        UNSAFE.park(true, deadline);
        setBlocker(t, null);
    }

    // 获取线程t的parkBlocker属性
    public static Object getBlocker(Thread t) {
        if (t == null)
            throw new NullPointerException();
        return UNSAFE.getObjectVolatile(t, parkBlockerOffset);
    }

    // 阻塞当前线程，不设置parkBlocker属性
    public static void park() {
        UNSAFE.park(false, 0L);
    }

    public static void parkNanos(long nanos) {
        if (nanos > 0)
            UNSAFE.park(false, nanos);
    }

    public static void parkUntil(long deadline) {
        UNSAFE.park(true, deadline);
    }

    static final int nextSecondarySeed() {
        int r;
        Thread t = Thread.currentThread();
        if ((r = UNSAFE.getInt(t, SECONDARY)) != 0) {
            r ^= r << 13;   // xorshift
            r ^= r >>> 17;
            r ^= r << 5;
        }
        else if ((r = ThreadLocalRandom.current().nextInt()) == 0)
            r = 1; // avoid zero
        UNSAFE.putInt(t, SECONDARY, r);
        return r;
    }

    // Hotspot implementation via intrinsics API
    private static final Unsafe UNSAFE;
    private static final long parkBlockerOffset;
    private static final long SEED;
    private static final long PROBE;
    private static final long SECONDARY;
    static {
        try {
            UNSAFE = Unsafe.getUnsafe();
            Class<?> tk = Thread.class;
            parkBlockerOffset = UNSAFE.objectFieldOffset
                (tk.getDeclaredField("parkBlocker"));
            SEED = UNSAFE.objectFieldOffset
                (tk.getDeclaredField("threadLocalRandomSeed"));
            PROBE = UNSAFE.objectFieldOffset
                (tk.getDeclaredField("threadLocalRandomProbe"));
            SECONDARY = UNSAFE.objectFieldOffset
                (tk.getDeclaredField("threadLocalRandomSecondarySeed"));
        } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
    }

}
复制代码

 

我们写一个例子来看看这个工具类怎么用的。

复制代码
public class LockSupportDemo {

    public static Object u = new Object();
    static ChangeObjectThread t1 = new ChangeObjectThread("t1");
    static ChangeObjectThread t2 = new ChangeObjectThread("t2");

    public static class ChangeObjectThread extends Thread {
        public ChangeObjectThread(String name) {
            super(name);
        }
        @Override public void run() {
            synchronized (u) {
                System.out.println("in " + getName());
                LockSupport.park();
                if (Thread.currentThread().isInterrupted()) {
                    System.out.println("被中断了");
                }
                System.out.println("继续执行");
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        t1.start();
        Thread.sleep(1000L);
        t2.start();
        Thread.sleep(3000L);
        t1.interrupt();
        LockSupport.unpark(t2);
        t1.join();
        t2.join();
    }
}
复制代码

运行的结果如下：

in t1
被中断了
继续执行
in t2
继续执行

这儿park和unpark其实实现了wait和notify的功能，不过还是有一些差别的。

  1. park不需要获取某个对象的锁
  2. 因为中断的时候park不会抛出InterruptedException异常，所以需要在park之后自行判断中断状态，然后做额外的处理。

park系列方法线程进入两种状态：WAITING等待状态或TIMED_WAITING等待状态。这两种状态都会使线程阻塞在当前位置。
那么怎么唤醒这两种状态的线程呢？

对于WAITING等待状态有两种唤醒方式：

  1. 调用对应的唤醒方法。这里就是LockSupport的unpark方法。
  2. 调用该线程变量的interrupt()方法，会唤醒该线程，并抛出InterruptedException异常。

 

对于TIMED_WAITING等待状态来说，它比WAITING状态多了一种唤醒方式，就是超过规定时间，那么线程会自动醒来。

我们再来看看Object blocker，这是个什么东西呢？这其实就是方便在线程dump的时候看到具体的阻塞对象的信息

"t1" #10 prio=5 os_prio=31 tid=0x00007f95030cc800 nid=0x4e03 waiting on condition [0x00007000011c9000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (parking)
    at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
    at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:304)
    // `下面的这个信息`
    at com.wtuoblist.beyond.concurrent.demo.chapter3.LockSupportDemo$ChangeObjectThread.run(LockSupportDemo.java:23) // 
    - locked <0x0000000795830950> (a java.lang.Object)

还有一个地方需要注意，相对于线程的stop和resume，park和unpark的先后顺序并不是那么严格。stop和resume如果顺序反了，会出现死锁现象。而park和unpark却不会。这又是为什么呢？还是看一个例子

复制代码
public class LockSupportDemo {

    public static Object u = new Object();
    static ChangeObjectThread t1 = new ChangeObjectThread("t1");

    public static class ChangeObjectThread extends Thread {

        public ChangeObjectThread(String name) {
            super(name);
        }

        @Override public void run() {
            synchronized (u) {
                System.out.println("in " + getName());
                try {
                    Thread.sleep(1000L);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                LockSupport.park();
                if (Thread.currentThread().isInterrupted()) {
                    System.out.println("被中断了");
                }
                System.out.println("继续执行");
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        t1.start();
        LockSupport.unpark(t1);
        System.out.println("unpark invoked");
    }
}
复制代码

t1内部有休眠1s的操作，所以unpark肯定先于park的调用，但是t1最终仍然可以完结。这是因为park和unpark会对每个线程维持一个许可（boolean值）

  1. unpark调用时，如果当前线程还未进入park，则许可为true
  2. park调用时，判断许可是否为true，如果是true，则继续往下执行；如果是false，则等待，直到许可为true

我们再看看jdk的文档描述

总结一下

1.park和unpark可以实现类似wait和notify的功能，但是并不和wait和notify交叉，也就是说unpark不会对wait起作用，notify也不会对park起作用。

2.park和unpark的使用不会出现死锁的情况

3.blocker的作用是在dump线程的时候看到阻塞对象的信息。

 

https://www.cnblogs.com/heyq/p/9013783.html

线程阻塞与唤醒

 

方式1：早期JAVA采用suspend()、resume()对线程进行阻塞与唤醒，但这种方式产生死锁的风险很大，因为线程被挂起以后不会释放锁，可能与其他线程、主线程产生死锁.

方式2：wait、notify形式通过一个object作为信号，object的wait()方法是锁门的动作，notify()、notifyAll()是开门的动作，某一线程一旦关上门后其他线程都将阻塞，直到别的线程打开门。notify()准许阻塞的一个线程通过，notifyAll()允许所有线程通过。如下例子：主线程分别启动两个线程，随后通知子线程暂停等待，再逐个唤醒后线程抛异常退出。

wait、notify使用要点：

1、对象操作都需要加同步synchronized；

2、线程需要阻塞的地方调用对象的wait方法；

存在的不足：面向对象的阻塞是阻塞当前线程，而唤醒的是随机的一个线程或者所有线程，偏重线程间的通信；同时某一线程在被另一线程notify之前必须要保证此线程已经执行到wait等待点，错过notify则可能永远都在等待。

方式3：LockSupport提供的park和unpark方法，提供避免死锁和竞态条件，很好地代替suspend和resume组合。

 park与unpark方法控制的颗粒度更加细小，能准确决定线程在某个点停止，进而避免死锁的产生。

park与unpark引入了许可机制，许可逻辑为：

①park将许可在等于0的时候阻塞，等于1的时候返回并将许可减为0；

②unpark尝试唤醒线程，许可加1。根据这两个逻辑，对于同一条线程，park与unpark先后操作的顺序似乎并不影响程序正确地执行，假如先执行unpark操作，许可则为1，之后再执行park操作，此时因为许可等于1直接返回往下执行，并不执行阻塞操作。

park与unpark组合真正解耦了线程之间的同步，不再需要另外的对象变量存储状态，并且也不需要考虑同步锁，wait与notify要保证必须有锁才能执行，而且执行notify操作释放锁后还要将当前线程扔进该对象锁的等待队列，LockSupport则完全不用考虑对象、锁、等待队列等问题。

总结：suspend()、resume()已经被deprecated，不建议使用。wait、notify需要对对象加同步，性能有折扣。LockSupport则完全不用考虑对象、锁、等待队列。


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