[[356199]]

LockSupport是一個(gè)編程工具類(lèi)，主要是為了阻塞和喚醒線程用的。使用它我們可以實(shí)現(xiàn)很多功能，今天主要就是對(duì)這個(gè)工具類(lèi)的講解，希望對(duì)你有幫助：

一、LockSupport簡(jiǎn)介

1、LockSupport是什么

剛剛開(kāi)頭提到過(guò)，LockSupport是一個(gè)線程工具類(lèi)，所有的方法都是靜態(tài)方法，可以讓線程在任意位置阻塞，也可以在任意位置喚醒。

它的內(nèi)部其實(shí)兩類(lèi)主要的方法：park(停車(chē)阻塞線程)和unpark(啟動(dòng)喚醒線程)。

//（1）阻塞當(dāng)前線程 
public static void park(Object blocker);  
//（2）暫停當(dāng)前線程，有超時(shí)時(shí)間 
public static void parkNanos(Object blocker, long nanos);  
//（3）暫停當(dāng)前線程，直到某個(gè)時(shí)間 
public static void parkUntil(Object blocker, long deadline);  
//（4）無(wú)期限暫停當(dāng)前線程 
public static void park();  
//（5）暫停當(dāng)前線程，不過(guò)有超時(shí)時(shí)間的限制 
public static void parkNanos(long nanos);  
//（6）暫停當(dāng)前線程，直到某個(gè)時(shí)間 
public static void parkUntil(long deadline);   
//（7）恢復(fù)當(dāng)前線程 
public static void unpark(Thread thread);  
public static Object getBlocker(Thread t); 

注意上面的123方法，都有一個(gè)blocker，這個(gè)blocker是用來(lái)記錄線程被阻塞時(shí)被誰(shuí)阻塞的。用于線程監(jiān)控和分析工具來(lái)定位原因的。

現(xiàn)在我們知道了LockSupport是用來(lái)阻塞和喚醒線程的，而且之前相信我們都知道wait/notify也是用來(lái)阻塞和喚醒線程的，那和它相比，LockSupport有什么優(yōu)點(diǎn)呢?

2、與wait/notify對(duì)比

這里假設(shè)你已經(jīng)了解了wait/notify的機(jī)制，如果不了解，可以在網(wǎng)上一搜，很簡(jiǎn)單。相信你既然學(xué)到了這個(gè)LockSupport，相信你已經(jīng)提前已經(jīng)學(xué)了wait/notify。

我們先來(lái)舉一個(gè)使用案例：

public class LockSupportTest { 
    public static class MyThread extends Thread { 
        @Override 
        public void run() { 
            System.out.println(getName() + " 進(jìn)入線程"); 
            LockSupport.park(); 
            System.out.println("t1線程運(yùn)行結(jié)束"); 
        } 
    } 
    public static void main(String[] args) { 
        MyThread t1 = new MyThread(); 
        t1.start(); 
        System.out.println("t1已經(jīng)啟動(dòng)，但是在內(nèi)部進(jìn)行了park"); 
        LockSupport.unpark(t1); 
        System.out.println("LockSupport進(jìn)行了unpark"); 
    } 
} 

上面這段代碼的意思是，我們定義一個(gè)線程，但是在內(nèi)部進(jìn)行了park，因此需要unpark才能喚醒繼續(xù)執(zhí)行，不過(guò)上面，我們?cè)贛yThread進(jìn)行的park，在main線程進(jìn)行的unpark。

這樣來(lái)看，好像和wait/notify沒(méi)有什么區(qū)別。那他的區(qū)別到底是什么呢?這個(gè)就需要仔細(xì)的觀察了。這里主要有兩點(diǎn)：

(1)wait和notify都是Object中的方法,在調(diào)用這兩個(gè)方法前必須先獲得鎖對(duì)象，但是park不需要獲取某個(gè)對(duì)象的鎖就可以鎖住線程。

(2)notify只能隨機(jī)選擇一個(gè)線程喚醒，無(wú)法喚醒指定的線程，unpark卻可以喚醒一個(gè)指定的線程。

區(qū)別就是這倆，還是主要從park和unpark的角度來(lái)解釋的。既然這個(gè)LockSupport這么強(qiáng)，我們就深入一下他的源碼看看。

二、源碼分析(基于jdk1.8)

1、park方法

public static void park(Object blocker) { 
        Thread t = Thread.currentThread(); 
        setBlocker(t, blocker); 
        UNSAFE.park(false, 0L); 
        setBlocker(t, null); 
    } 

blocker是用來(lái)記錄線程被阻塞時(shí)被誰(shuí)阻塞的。用于線程監(jiān)控和分析工具來(lái)定位原因的。setBlocker(t, blocker)方法的作用是記錄t線程是被broker阻塞的。因此我們只關(guān)注最核心的方法，也就是UNSAFE.park(false, 0L)。

UNSAFE是一個(gè)非常強(qiáng)大的類(lèi)，他的的操作是基于底層的，也就是可以直接操作內(nèi)存，因此我們從JVM的角度來(lái)分析一下：

每個(gè)java線程都有一個(gè)Parker實(shí)例：

class Parker : public os::PlatformParker { 
private: 
  volatile int _counter ; 
  ... 
public: 
  void park(bool isAbsolute, jlong time); 
  void unpark(); 
  ... 
} 
class PlatformParker : public CHeapObj<mtInternal> { 
  protected: 
    pthread_mutex_t _mutex [1] ; 
    pthread_cond_t  _cond  [1] ; 
    ... 
} 

我們換一種角度來(lái)理解一下park和unpark，可以想一下，unpark其實(shí)就相當(dāng)于一個(gè)許可，告訴特定線程你可以停車(chē)，特定線程想要park停車(chē)的時(shí)候一看到有許可，就可以立馬停車(chē)?yán)^續(xù)運(yùn)行了。因此其執(zhí)行順序可以顛倒。

現(xiàn)在有了這個(gè)概念，我們體會(huì)一下上面JVM層面park的方法，這里面counter字段，就是用來(lái)記錄所謂的“許可”的。

本小部分總結(jié)來(lái)源于：https://www.jianshu.com/p/1f16b838ccd8

當(dāng)調(diào)用park時(shí)，先嘗試直接能否直接拿到“許可”，即_counter>0時(shí)，如果成功，則把_counter設(shè)置為0,并返回。

void Parker::park(bool isAbsolute, jlong time) { 
  // Ideally we'd do something useful while spinning, such 
  // as calling unpackTime(). 
  // Optional fast-path check: 
  // Return immediately if a permit is available. 
  // We depend on Atomic::xchg() having full barrier semantics 
  // since we are doing a lock-free update to _counter. 
  if (Atomic::xchg(0, &_counter) > 0) return; 

如果不成功，則構(gòu)造一個(gè)ThreadBlockInVM，然后檢查_(kāi)counter是不是>0，如果是，則把_counter設(shè)置為0，unlock mutex并返回:

ThreadBlockInVM tbivm(jt); 
 // no wait needed 
 if (_counter > 0)  {  
   _counter = 0; 
   status = pthread_mutex_unlock(_mutex); 

否則，再判斷等待的時(shí)間，然后再調(diào)用pthread_cond_wait函數(shù)等待，如果等待返回，則把_counter設(shè)置為0，unlock mutex并返回：

if (time == 0) {   
  status = pthread_cond_wait (_cond, _mutex) ;   
}   
_counter = 0 ;   
status = pthread_mutex_unlock(_mutex) ;   
assert_status(status == 0, status, "invariant") ;   
OrderAccess::fence();  

這就是整個(gè)park的過(guò)程，總結(jié)來(lái)說(shuō)就是消耗“許可”的過(guò)程。

2、unpark

還是先來(lái)看一下JDK源碼：

/** 
    * Makes available the permit for the given thread, if it 
    * was not already available.  If the thread was blocked on 
    * {@code park} then it will unblock.  Otherwise, its next call 
    * to {@code park} is guaranteed not to block. This operation 
    * is not guaranteed to have any effect at all if the given 
    * thread has not been started. 
    * 
    * @param thread the thread to unpark, or {@code null}, in which case 
    *        this operation has no effect 
    */ 
   public static void unpark(Thread thread) { 
       if (thread != null) 
           UNSAFE.unpark(thread); 
   } 

上面注釋的意思是給線程生產(chǎn)許可證。

當(dāng)unpark時(shí)，則簡(jiǎn)單多了，直接設(shè)置_counter為1，再u(mài)nlock mutext返回。如果_counter之前的值是0，則還要調(diào)用pthread_cond_signal喚醒在park中等待的線程：

void Parker::unpark() {   
  int s, status ;   
  status = pthread_mutex_lock(_mutex);   
  assert (status == 0, "invariant") ;   
  s = _counter;   
  _counter = 1;   
  if (s < 1) {   
     if (WorkAroundNPTLTimedWaitHang) {   
        status = pthread_cond_signal (_cond) ;   
        assert (status == 0, "invariant") ;   
        status = pthread_mutex_unlock(_mutex);   
        assert (status == 0, "invariant") ;   
     } else {   
        status = pthread_mutex_unlock(_mutex);   
        assert (status == 0, "invariant") ;   
        status = pthread_cond_signal (_cond) ;   
        assert (status == 0, "invariant") ;   
     }   
  } else {   
    pthread_mutex_unlock(_mutex);   
    assert (status == 0, "invariant") ;   
  }   
}   

ok，現(xiàn)在我們已經(jīng)對(duì)源碼進(jìn)行了分析，整個(gè)過(guò)程其實(shí)就是生產(chǎn)許可和消費(fèi)許可的過(guò)程。而且這個(gè)生產(chǎn)過(guò)程可以反過(guò)來(lái)。也就是先生產(chǎn)再消費(fèi)。下面我們使用幾個(gè)例子驗(yàn)證一波。

三、LockSupport使用

1、先interrupt再park

public class LockSupportTest { 
    public static class MyThread extends Thread { 
        @Override 
        public void run() { 
            System.out.println(getName() + " 進(jìn)入線程"); 
            LockSupport.park(); 
            System.out.println(" 運(yùn)行結(jié)束"); 
            System.out.println("是否中斷：" + Thread.currentThread().isInterrupted()); 
        } 
    } 
    public static void main(String[] args) { 
        MyThread t1 = new MyThread(); 
        t1.start(); 
        System.out.println("t1線程已經(jīng)啟動(dòng)了，但是在內(nèi)部LockSupport進(jìn)行了park"); 
        t1.interrupt(); 
        System.out.println("main線程結(jié)束"); 
    } 
} 

我們看一下結(jié)果：

2、先unpark再park

public static class MyThread extends Thread { 
        @Override 
        public void run() { 
            try { 
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1); 
            } catch (InterruptedException e) { 
                e.printStackTrace(); 
            } 
            System.out.println(getName() + " 進(jìn)入線程"); 
            LockSupport.park(); 
            System.out.println(" 運(yùn)行結(jié)束"); 
        } 
    } 

我們只需在park之前先休眠1秒鐘，這樣可以確保unpark先執(zhí)行。

本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)「愚公要移山」，可以通過(guò)以下二維碼關(guān)注。轉(zhuǎn)載本文請(qǐng)聯(lián)系愚公要移山公眾號(hào)。