JUC下线程的三种等待唤醒机制

阅读目录

第一种：Object类中的wait和notify方法实现线程的等待和唤醒
第二种：Condition接口中的await和single方法实现线程的等待和唤醒
第三种：LockSupport类中的park等待和unpark唤醒

第一种：Object类中的wait和notify方法实现线程的等待和唤醒

下面标黄字的部分就是对一下两点总结的实现：

不能脱离synchronized代码块使用，否则会抛出IllegalMonitorStateException异常
先wait后notify、notifyAll，等待中的线程才能被唤醒，顺序不能改变

演示代码：

/**
 * @author zhangzhixi
 * @date 2021-5-23 18:21
 */
public class LockDemo {
    static Object object = new Object();
 
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            synchronized (object) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==>线程Come in");
                try {
                    // 使当前线程等待
                    object.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==>线程被唤醒");
            }
        }, "A").start();
 
        new Thread(() -> {
            synchronized (object) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==>通知线程");
                // 使当前线程唤醒
                object.notifyAll();
            }
        }, "B").start();
    }
}

我们来看下上面代码的执行结果，看起来很和谐:

我们来将上面代码动下手脚，注释掉10、23代码看下wait/notify脱离了Synchronized会出现什么？

可以看到报了异常，说明wait/notify不能够脱离Synchronized代码块

我们再来看一下使线程A暂停三秒会发生什么？

线程B先执行了，没有代码将线程A的wait状态进行唤醒

回到顶部

第二种：Condition接口中的await和single方法实现线程的等待和唤醒

必须配合lock()方法使用，否则抛出IllegalMonitorStateException异常
等待唤醒调用顺序不能改变

代码实现：

public class LockDemo {
    static Object object = new Object();
    // 创建可重入锁
    static Lock lock = new ReentrantLock();
    static Condition condition = lock.newCondition();
 
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            lock.lock();
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==>线程Come in");
                // 使当前线程等待
                condition.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.unlock();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==>线程被唤醒");
        }, "A").start();
 
        new Thread(() -> {
 
            lock.lock();
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==>通知线程");
                // 使当前线程唤醒
                condition.signal();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }, "B").start();
    }
}

看下上面代码的执行结果：

我们来将上面代码动下手脚，注释掉9 17 24 32行代码看下wait/notify脱离了Synchronized会出现什么？

可以看到报了异常，说明wait/notify不能够脱离Synchronized代码块

我们再来看一下使线程A暂停三秒会发生什么？

线程B先执行了，没有代码将线程A的await状态进行唤醒

回到顶部

第三种：LockSupport类中的park等待和unpark唤醒

LockSupport提供park()和unpark()方法实现阻塞和唤醒线程的过程
LockSupport和每一个使用它的线程之间有一个许可（permit）进行关联，permit有0和1两种状态，默认为0，即无许可证状态。
调用一次unpark方法，permit加1变成1。每次调用park方法都会检查许可证状态，如果为1，则消耗掉permit（1 -> 0）并立刻返回；如果为0，则进入阻塞状态。permit最多只有一个，重复调用unpark也不会累积permit。

/**
 * @author zhangzhixi
 * @date 2021-5-23 18:21
 */
public class LockDemo {
    static Object object = new Object();
    // 创建可重入锁
    static Lock lock = new ReentrantLock();
    static Condition condition = lock.newCondition();
 
    public static void main(String[] args) {
        Thread a = new Thread(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==>Come in");
            LockSupport.park();//阻塞当前线程
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==>被唤醒");
 
        });
        a.setName("a");
        a.start();
 
        new Thread(() -> {
            LockSupport.unpark(a);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==>通知");
        }, "B").start();
    }
}

看下上面代码的执行结果：

下面给线程A进行等待3S，看会不会像一，二两个例子出现错误情况：

得出结论是：

　　因为unpark获得了一个凭证，之后再调用park方法，就可以名正言顺的凭证消费，故不会阻塞。

总结LockSupport：

LockSupport是用来创建锁和其他同步类的基本线程阻塞原语
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，阻塞之后也有对应的唤醒方法。归根
结底，LockSupport调用的Unsafe中的native代码。

LockSupport提供park()和unpark()方法实现阻塞线程和解除线程阻塞的过程
LockSupport和每个使用它的线程都有一个许可(permit)关联。permit相当于1，0的开关，默认是0，
调用一次unpark就加1变成1，
调用一次park会消费permit，也就是将1变成o，同时park立即返回。
如再次调用park会变成阻塞(因为permit为零了会阻塞在这里，一直到permit变为1)，这时调用unpark会把permit置为1。
每个线程都有一个相关的permit, permit最多只有一个，重复调用unpark也不会积累凭证。

形象的理解
线程阻塞需要消耗凭证(permit)，这个凭证最多只有1个。
当调用park方法时
*如果有凭证，则会直接消耗掉这个凭证然后正常退出;
*如果无凭证，就必须阻塞等待凭证可用;
而unpark则相反，它会增加一个凭证，但凭证最多只能有1个，累加无效。

面试题

为什么可以先唤醒线程后阻塞线程?
因为unpark获得了一个凭证，之后再调用park方法，就可以名正言顺的凭证消费，故不会阻塞。

为什么唤醒两次后阻塞两次，但最终结果还会阻塞线程?
因为凭证的数量最多为1，连续调用两次unpark和调用一次unpark效果一样，只会增加一个凭证;
而调用两次park却需要消费两个凭证，证不够，不能放行。