Java讀源碼之LockSupport
- 2019 年 10 月 17 日
- 筆記
前言
JDK版本: 1.8
作用
LockSupport類主要提供了park和unpark兩個native方法，用於阻塞和喚醒線程。注釋中有這麼一段：
這個類是為擁有更高級別抽象的並發類服務的，開發中我們不會用到這個類
既然只是native方法，開發中也用不到，那麼還有必要去看么？
了解LockSupport可以幫助我們更好理解並發，而且大家熟悉的並發中最核心的AQS類中也大量的使用了LockSupport，所以還是有必要看一看的，至少熟悉其中的概念。
為什麼需要LockSupport
已經知道了這個類就是阻塞喚醒，Object.wait和Object.notify，Thread.suspend和Thread.resume這兩對方法也是類似效果，那麼還有必要去看么？？？
Thread.suspend和Thread.resume為什麼被棄用
- suspend將線程掛起，從運行狀態阻塞狀態，但是並不釋放所佔用的鎖
- suspend方法至少已經滿足互斥，不可剝奪兩個死鎖的條件了
- resume將線程解除掛起，從阻塞狀態到運行狀態，通常是等待其他任務完成， 請求與保持條件也成立了
- 最後只差 循環等待條件 就死鎖了，這實在太危險了，一不小心就容易死鎖，而且死鎖的問題是很難排查的
Object.wait和Object.notify存在什麼問題
- 不滿足條件時我們需要在代碼中保證拿到鎖才能調用，把線程放到等待隊列中
- notify是從等待池中隨機放一個線程出來，當需要喚醒特定線程時，只能notifyAll
LockSupport會有上面的問題么，又有哪些特點呢，讓我們進入源碼
源碼
類聲明和屬性
package java.util.concurrent.locks; public class LockSupport { // 工具類，ban掉構造 private LockSupport() {} private static final sun.misc.Unsafe UNSAFE; // parkBlocker的內存偏移量 private static final long parkBlockerOffset; private static final long SEED; private static final long PROBE; private static final long SECONDARY; static { try { UNSAFE = sun.misc.Unsafe.getUnsafe(); Class<?> tk = Thread.class; // 反射拿到Thread類中的parkBlocker屬性，然後獲取其在內存中的偏移量 parkBlockerOffset = UNSAFE.objectFieldOffset (tk.getDeclaredField("parkBlocker")); SEED = UNSAFE.objectFieldOffset (tk.getDeclaredField("threadLocalRandomSeed")); PROBE = UNSAFE.objectFieldOffset (tk.getDeclaredField("threadLocalRandomProbe")); SECONDARY = UNSAFE.objectFieldOffset (tk.getDeclaredField("threadLocalRandomSecondarySeed")); } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); } } }park()
// 最簡單的方式，但是不推薦 public static void park() { /** * 將當前線程掛起，是通過二元信號量，獲取許可證實現的，拿到許可證後才執行掛起 * 不是基於對象的監視器鎖，所以不需要顯示的同步 * 如果超時了，被中斷了或者unpark了就會return並且釋放許可證 * 需要注意的是和wait一樣也會因為JVM內部未知原因return，所以我們如果使用也需要放在循環內 * 第一個參數 flase代表納秒級別超時控制，此級別下第二個參數timeout為0代表無限等待 * 第一個參數 true代表毫秒級別超時控制，此級別下第二個參數timeout為0會立即返回 */ UNSAFE.park(false, 0L); } // 推薦方式，blocker是個輔助對象，用於跟蹤許可證的獲取，以及定位一些阻塞問題，一般情況park(this)就行 public static void park(Object blocker) { Thread t = Thread.currentThread(); // 標記對於當前線程t，blocker正在獲取許可證，出問題通過getBlocker方法去定位 setBlocker(t, blocker); UNSAFE.park(false, 0L); // park操作return了，標記許可證已經釋放 setBlocker(t, null); } private static void setBlocker(Thread t, Object arg) { // 通過偏移量，把給當前線程t的parkBlocker屬性賦值為arg UNSAFE.putObject(t, parkBlockerOffset, arg); }相信大家已經基本了解park操作了，LockSupport還給我們提供了其他功能
// 推薦，納秒級別timeout後return 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); } } // 推薦，毫秒級別timeout後return public static void parkUntil(Object blocker, long deadline) { Thread t = Thread.currentThread(); setBlocker(t, blocker); UNSAFE.park(true, deadline); setBlocker(t, null); } // 不推薦，納秒級別timeout後return public static void parkNanos(long nanos) { if (nanos > 0) UNSAFE.park(false, nanos); } // 不推薦，毫秒級別timeout後return public static void parkUntil(long deadline) { UNSAFE.park(true, deadline); }unpark
public static void unpark(Thread thread) { if (thread != null) //釋放線程thread的許可證，如果已經是釋放狀態那就什麼都不會發生，因為總共就1個許可，所以unpark可以先於park執行沒有任務問題 UNSAFE.unpark(thread); }其他方法
// 由於包權限問題從ThreadLocalRandom類中copy過來的，用於生成隨機數種子 static final int nextSecondarySeed() { int r; Thread t = Thread.currentThread(); if ((r = UNSAFE.getInt(t, SECONDARY)) != 0) { r ^= r << 13; // xorshift r ^= r >>> 17; r ^= r << 5; } else if ((r = java.util.concurrent.ThreadLocalRandom.current().nextInt()) == 0) r = 1; // avoid zero UNSAFE.putInt(t, SECONDARY, r); return r; }實踐
public class LockSupportTest { public static void main(String[] args) { AtomicBoolean flag = new AtomicBoolean(true); Thread thread = new Thread(() -> { Thread curr = Thread.currentThread(); System.out.println("線程1 即將被阻塞"); while (flag.get()) { LockSupport.park(curr); System.out.println("線程1 復活"); } System.out.println("線程1 結束使命"); }); thread.start(); new Thread(() -> { System.out.println("喚醒線程1"); flag.compareAndSet(true, false); LockSupport.unpark(thread); }).start(); } /** * 輸出： * 線程1 即將被阻塞 * 喚醒線程1 * 線程1 復活 * 線程1 結束使命 */ } 
