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LockSupport 工具

BraumAce2024年10月13日并发编程JUC约 1070 字大约 4 分钟

LockSupport 工具

1. LockSupport 简介

在之前介绍 AQS 的底层实现，以及在 ReentrantLock 和 ReentReadWriteLocks 中，介绍过线程间等待/通知机制使用 Condition 时都会调用 LockSupport.park() 方法和 LockSupport.unpark() 方法。关于这个在同步组件的实现中被频繁使用的 LockSupport 究竟为何方神圣，现在来看看。

LockSupport 位于 java.util.concurrent.locks 包下，有兴趣的可以直接去看源码，该类的方法并不是很多。LockSupprot 是线程的阻塞原语，用来阻塞线程和唤醒线程。

每个使用 LockSupport 的线程都会与一个许可关联，如果该许可可用，并且可在线程中使用，则调用 park() 将会立即返回，否则可能阻塞。如果许可尚不可用，则可以调用 unpark() 使其可用。但是注意许可不可重入，也就是说只能调用一次 park() 方法，否则会一直阻塞。

2. LockSupport方法介绍

LockSupport 中的方法不多，这里将这些方法做一个总结：

阻塞线程

  1. void park()：阻塞当前线程，如果调用 unpark 方法或者当前线程被中断，能从 park() 方法中返回
  2. void park(Object blocker)：功能同方法 11，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；
  3. 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；
  4. void parkNanos(Object blocker, long nanos)：功能同方法 33，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；
  5. void parkUntil(long deadline)：阻塞当前线程，直到 deadline；
  6. void parkUntil(Object blocker, long deadline)：功能同方法 55，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；

唤醒线程

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

实际上 LockSupport 阻塞和唤醒线程的功能是依赖于 sun.misc.Unsafe，这是一个很底层的类，有兴趣的可以去查阅资料。

比如 park() 方法的功能实现则是靠 unsafe.park() 方法。另外在阻塞线程这一系列方法中还有一个很有意思的现象就是，每个方法都会新增一个带有 Object 的阻塞对象的重载方法。那么增加了一个 Object 对象的入参会有什么不同的地方了？示例代码很简单就不说了，直接看 dump 线程的信息。

调用 park() 方法 dump 线程：

"main" #1 prio=5 os_prio=0 tid=0x02cdcc00 nid=0x2b48 waiting on condition [0x00d6f000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (parking)
        at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
        at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:304)
        at learn.LockSupportDemo.main(LockSupportDemo.java:7)

调用 park(Object blocker) 方法 dump 线程：

"main" #1 prio=5 os_prio=0 tid=0x0069cc00 nid=0x6c0 waiting on condition [0x00dcf000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (parking)
        at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
        - parking to wait for  <0x048c2d18> (a java.lang.String)
        at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:175)
        at learn.LockSupportDemo.main(LockSupportDemo.java:7)

通过分别调用这两个方法然后 dump 线程信息可以看出：带 Object 的 park 方法相较于无参的 park 方法会增加 parking to wait for <0x048c2d18> (a java.lang.String） 的信息，这种信息就类似于记录 “案发现场”，有助于工程人员能够迅速发现问题解决问题。

有意思的是，我们都知道如果使用 synchronzed 阻塞了线程，dump 线程时都会有阻塞对象的描述，在 Java 5 推出 LockSupport 时遗漏了这一点，在 Java 6 时进行了补充。

还有一点需要注意的是：synchronzed 致使线程阻塞，线程会进入到 BLOCKED 状态；而调用 LockSupprt 方法阻塞线程会致使线程进入到 WAITING 状态。

3. 一个例子

用一个很简单的例子说说这些方法怎么用。

public class LockSupportDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(() -> {
            LockSupport.park();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "被唤醒");
        });

        thread.start();
        
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
        LockSupport.unpark(thread);
    }
}

thread 线程调用 LockSupport.park() 致使 thread 阻塞，当 main 线程睡眠 33 秒结束后通过 LockSupport.unpark(thread) 方法唤醒 thread 线程，thread 线程被唤醒执行后续操作。

另外，还有一点值得关注的是，LockSupport.unpark(thread) 可以指定线程对象唤醒指定的线程。

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