【原创】Java并发编程系列13 | LookSupport

本文为何适原创并发编程系列第 13 篇，文末有本系列文章汇总。

java.util.concurrent 中源码频繁使用的 LockSupport 来阻塞线程和唤醒线程，如 AQS 的底层实现用到 LockSupport.park()方法和 LockSupport.unpark()方法。

LockSupport 到底是什么？同样是阻塞和唤醒线程为什么不用 Object 的 wait()/notify 方法？

1. LockSupprot 方法介绍

LockSupport 提供 park()和 unpark()方法实现阻塞线程和解除线程阻塞。

阻塞线程：

• void park()：阻塞当前线程，如果调用 unpark 方法或者当前线程被中断，才能从 park()方法中返回
• void park(Object blocker)：功能同方法 1，入参增加一个 Object 对象，用来记录导致线程阻塞的阻塞对象，方便进行问题排查；
• void parkNanos(long nanos)：阻塞当前线程，最长不超过 nanos 纳秒，增加了超时返回的特性；
• void parkNanos(Object blocker, long nanos)：功能同方法 3，入参增加一个 Object 对象，用来记录导致线程阻塞的阻塞对象，方便进行问题排查；
• void parkUntil(long deadline)：阻塞当前线程，直到 deadline；
• void parkUntil(Object blocker, long deadline)：功能同方法 5，入参增加一个 Object 对象，用来记录导致线程阻塞的阻塞对象，方便进行问题排查；

每个 park 方法都对应有一个带有 Object 阻塞对象的重载方法。增加了一个 Object 对象作为参数，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。

唤醒线程：

void unpark(Thread thread):唤醒处于阻塞状态的指定线程

使用举例

public class LockSupportDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(() -> {
            LockSupport.park();
            System.out.println("thread线程被唤醒");
        });
        thread.start();
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        LockSupport.unpark(thread);
    }
}

thread线程park阻塞。
主线程sleep3s之后，unpark(thread)。
thread被唤醒，输出"thread线程被唤醒"。

2. 原理

每个线程都会与一个许可关联，这个许可对应一个 Parker 的实例，Parker 有一个 int 类型的属性_count。

park()方法：

1. 将_count 变为 0
2. 如果原_count==0，将线程阻塞

unpark()方法：

1. 将_count 变为 1
2. 如果原_count==0，将线程唤醒

3. 特殊之处

1. Object 的 wait()/notify 方法需要获取到对象锁之后在同步代码块里才能调用，而 LockSupport 不需要获取锁。所以使用 LockSupport 线程间不需要维护一个共享的同步对象，从而实现了线程间的解耦。
2. unark()方法可提前 park()方法调用，所以不需要担心线程间执行的先后顺序。
3. 多次调用 unpark()方法和调用一次 unpark()方法效果一样，因为 unpark 方法是直接将_counter 赋值为 1，而不是加 1。
4. 许可不可重入，也就是说只能调用一次 park()方法，如果多次调用 park()线程会一直阻塞。

参考资料

1. 《Java并发编程之美》
2. 《Java并发编程实战》
3. 《Java并发编程的艺术》