java LockSupport 方法使用和总结

淡淡的烟草味﹌ 2022-02-04 08:51 275阅读 0赞

参考文章：  
https://blog.csdn.net/black\_bird\_cn/article/details/82624373  
https://blog.csdn.net/secsf/article/details/78560013

### 文章目录 ###

*   *  一、LockSupport中的一些基本方法
     *  二、LockSupport 基本特征
     *  三、LockSupport与其他锁的比较
     *  四、示例
     *   *  park() 阻塞
         *  park()、unpark()的执行不分先后顺序
         *  LockSupport 是不可重入的
         *  LockSupport 对应中断的响应性

LockSupport 是 JDK中比较底层的类，用来创建锁和其他同步工具类的基本线程阻塞唤醒。

java锁和同步器框架的核心 AQS （AbstractQueuedSynchronizer），就是通过调用 LockSupport.park() 和 LockSupport.unpark() 实现线程的阻塞和唤醒的。

LockSupport 很类似于二元信号量(只有1个许可证可供使用)，

如果这个许可还没有被占用，当前线程获取许可并继续执行；（park() 获取许可，否则线程阻塞）

如果许可已经被占用，当前线程阻塞，等待获取许可。（ unpark() 发放许可，唤醒线程 ）

**根据 LockSupport 源码发现 LockSupport 的核心方法都是使用的 `sun.misc.Unsafe` 类中的 park 和 unpark 实现的。**

## 一、LockSupport中的一些基本方法 ##

/** * 阻塞当前线程,暂停当前线程的调度，同时是响应中断的； * 获取锁失败时线程也一直阻塞，直到拿到锁， 除非发生下面三种情况； * 锁的释放： * 1.调用unpark()立即释放锁; * 2.当前线程中断(interrupt()),不会抛出异常,并且会立即释放锁; * 3.到期时间，The call spuriously (that is, for no reason) returns.(不是很明白是什么鬼时间) */
    public static void park() { 
        UNSAFE.park(false, 0L);
    }
    
    // park()的超扩展函数，超时单位为纳秒，如果超时自动释放
    public static void parkNanos(long nanos) { 
        if (nanos > 0)
            UNSAFE.park(false, nanos);
    }
    
    // park()的超扩展函数，超时单位为毫秒，如果超时自动释放；
    public static void parkUntil(long deadline) { 
        UNSAFE.park(true, deadline);
    }
    
    /** * 除了参数之外其他和park()一样； * 参数：blocker，这个对象是用来记录线程被阻塞时被谁阻塞的,用于线程监控和分析工具来定位 * 根据源码可以看到的是参数blocker是在park之前先通过setBlocker()记录阻塞线程的发起者object，当线程锁被释放后再次清楚记录； * 推荐使用该方法，而不是park(),因为这个函数可以记录阻塞的发起者，如果发生死锁方便查看 */
    public static void park(Object blocker) { 
        Thread t = Thread.currentThread();
        setBlocker(t, blocker);//记录是哪个object对该线程发起的阻塞操作
        UNSAFE.park(false, 0L);
        setBlocker(t, null);//锁释放后，将存入是发起阻塞的object对象clear掉
    }
    
    // 看函数名字基本可以知道是设置超时[时间单位为纳秒]的，超时立即释放代码继续run，其他的和park(Object blocker)一样；
    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);
        }
    }
    
    //该方法和parkNanos(Object blocker, long nanos)就是超时单位变化其他完全一样
    public static void parkUntil(Object blocker, long deadline)
    
    //手动释放锁的函数，与park相比释放锁的函数就只有一个足矣；
    public static void unpark(Thread thread) { 
        if (thread != null)
            UNSAFE.unpark(thread);
    }
    
    //查看阻塞线程的发起者，这个是和park(Object blocker)对应的，如果没有传入blocker自然就读不到
    public static Object getBlocker(Thread t) { 
        if (t == null)
            throw new NullPointerException();
        return UNSAFE.getObjectVolatile(t, parkBlockerOffset);
    }

## 二、LockSupport 基本特征 ##

**1、不可重入性**  
LockSupport是非重入锁，至于验证Demo网上都烂大街了

**2、面向线程锁**  
这是LockSupport很重要的一个特征，也是与synchronized,object,reentrantlock最大的不同（个人理解），这样也就没有公平锁和非公平的区别了的，所以只是依靠LockSupport实现单例模式就有点困难啦。同时面向线程锁的特征在一定程度上降低代码的耦合度。

**3、锁park与解锁unpark顺序可颠倒性**  
这个特征虽然是Java锁中比较独特是特征，其实这个特征也是基于LockSupport的状态\[个人理解Blocke和Running\]类似二元信号量(0和1)实现的，同样网上的Demo烂大街了 。

**4、解锁unpark的重复性**  
unpark可重复是指在解锁的时候可以重复调用unpark；同样因为LockSupport基于二元锁状态重复调用unpark并不会影响到下一次park操作；

## 三、LockSupport与其他锁的比较 ##

基于LockSupport提供的二中核心的功能，即：park阻塞 与 unpark 恢复运行状态；在此与之有类似功能的 Object的 wait/notify 和 ReentrantLock.Condition 的 await()、signal() 进行比较；

其实， LockSupport 中的 park 有点类似 Thread 中的join、yield 和 sleep 有重叠的功能那就是阻塞当前线程，不同的是这些都是直接调用 native 方法，不是 LockSupport 实现。

不同的点总结起来发现其实就在上文提到的 LockSupport 基本特征都是它与 Object 的 wait/notify 和ReentrantLock.Condition 的 await()、signal()的不同点；概述如下：

**1.锁的实现机制不同**  
ReentrantLock 面向的是线程，而 Object 和 ReentrantLock.Condition 都是典型的依赖一个对象实现锁机制；

**2.锁的监视器依赖**  
LockSupport 不需要依赖监视器，在源码中可以发现 LockSupport 并没有提供 pubic 的构造器，它的所有方法都是静态的；

在Objec t和 ReentrantLock.Condition 都是需要new一个自身对象作为监视器介质；

**3.粒度**  
粒度上，很显然 `ReentrantLock` 粒度更细

**4.使用灵活度**  
其实个人认为，`LockSupport` 虽然不需要依赖监视器，一定程度上降低耦合，而且解锁unpark和锁park顺序灵活，但是提供的函数过于单一，所以个人 `LockSupport` 灵活度更低；

## 四、示例 ##

### park() 阻塞 ###

package com.aop8.locksupport;
    
    import java.util.concurrent.locks.LockSupport;
    
    import org.junit.Test;
    
    public class LockSupportDemo { 
    
    	@Test
        public void test1() throws Exception{ 
            LockSupport.park();
            System.out.println("block.");
        }
    ｝

运行该代码，可以发现主线程一直处于阻塞状态。因为许可默认是被占用的，调用park()时获取不到许可，所以进入阻塞状态。

### park()、unpark()的执行不分先后顺序 ###

如下代码：先释放许可，再获取许可，主线程能够正常终止。LockSupport 许可的获取和释放，一般来说是对应的，如果多次unpark，只有一次park也不会出现什么问题，结果是许可处于可用状态。

@Test
    public void test3() throws Exception{ 
        Thread thread = Thread.currentThread();
        LockSupport.unpark(thread);//释放许可
        LockSupport.park();// 获取许可
        System.out.println("b");
    }

**总结：**

可以执行 unpark() ，但是 park() 只能执行一次，否则会处理阻塞、死锁（此时再调用 unpark() 也是无效的）。看下面的例子。

### LockSupport 是不可重入的 ###

如果一个线程连续2次调用LockSupport.park()，那么该线程一定会一直阻塞下去。

@Test
    public void test5() throws Exception  { 
    
        Thread thread = Thread.currentThread();
    
        System.out.println("a");
        LockSupport.unpark(thread);
    
        System.out.println("b");
    
        LockSupport.park();
        System.out.println("c");
        LockSupport.park();
        System.out.println("d");
    }
    
    @Test
    public void test6() throws Exception  { 
    
        Thread thread = Thread.currentThread();
    
        System.out.println("a");
        LockSupport.unpark(thread);
        LockSupport.unpark(thread);
        System.out.println("b");
    
        LockSupport.park();
        System.out.println("c");
        LockSupport.unpark(thread);
        System.out.println("d");
    }

这段代码打印出a和b，不会打印c，因为第二次调用park的时候，线程无法获取许可出现死锁。

### LockSupport 对应中断的响应性 ###

@Test
    public void test7() throws Exception { 
    
        Thread threadA = new Thread(new Runnable() { 
            private int count = 0;
    
            @Override
            public void run() { 
                long start = System.currentTimeMillis();
                long end = 0;
    
                while ((end - start) <= 1000) { 
                count++;
                end = System.currentTimeMillis();
            }
    
            System.out.println("after 1 second.count=" + count);
    
            // 等待或许许可
            LockSupport.park();
            System.out.println("threadA over." + Thread.currentThread().isInterrupted());
    
            }
        },"threadA");
    
        threadA.start();
    
        Thread.sleep(2000);
    
        // 中断线程
        threadA.interrupt();
    
        System.out.println("main over");
    }

运行结果：

after 1 second.count=194785352
    main over
    threadA over.true

这说明线程如果因为调用park而阻塞的话，能够响应中断请求(中断状态被设置成true)，但是不会抛出InterruptedException。