Java读源码之LockSupport
- 2019 年 10 月 17 日
- 笔记
前言
JDK版本: 1.8
作用
LockSupport类主要提供了park和unpark两个native方法，用于阻塞和唤醒线程。注释中有这么一段：
这个类是为拥有更高级别抽象的并发类服务的，开发中我们不会用到这个类
既然只是native方法，开发中也用不到，那么还有必要去看么？
了解LockSupport可以帮助我们更好理解并发，而且大家熟悉的并发中最核心的AQS类中也大量的使用了LockSupport，所以还是有必要看一看的，至少熟悉其中的概念。
为什么需要LockSupport
已经知道了这个类就是阻塞唤醒，Object.wait和Object.notify，Thread.suspend和Thread.resume这两对方法也是类似效果，那么还有必要去看么？？？
Thread.suspend和Thread.resume为什么被弃用
- suspend将线程挂起，从运行状态阻塞状态，但是并不释放所占用的锁
- suspend方法至少已经满足互斥，不可剥夺两个死锁的条件了
- resume将线程解除挂起，从阻塞状态到运行状态，通常是等待其他任务完成， 请求与保持条件也成立了
- 最后只差 循环等待条件 就死锁了，这实在太危险了，一不小心就容易死锁，而且死锁的问题是很难排查的
Object.wait和Object.notify存在什么问题
- 不满足条件时我们需要在代码中保证拿到锁才能调用，把线程放到等待队列中
- notify是从等待池中随机放一个线程出来，当需要唤醒特定线程时，只能notifyAll
LockSupport会有上面的问题么，又有哪些特点呢，让我们进入源码
源码
类声明和属性
package java.util.concurrent.locks; public class LockSupport { // 工具类，ban掉构造 private LockSupport() {} private static final sun.misc.Unsafe UNSAFE; // parkBlocker的内存偏移量 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类中的parkBlocker属性，然后获取其在内存中的偏移量 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()
// 最简单的方式，但是不推荐 public static void park() { /** * 将当前线程挂起，是通过二元信号量，获取许可证实现的，拿到许可证后才执行挂起 * 不是基于对象的监视器锁，所以不需要显示的同步 * 如果超时了，被中断了或者unpark了就会return并且释放许可证 * 需要注意的是和wait一样也会因为JVM内部未知原因return，所以我们如果使用也需要放在循环内 * 第一个参数 flase代表纳秒级别超时控制，此级别下第二个参数timeout为0代表无限等待 * 第一个参数 true代表毫秒级别超时控制，此级别下第二个参数timeout为0会立即返回 */ UNSAFE.park(false, 0L); } // 推荐方式，blocker是个辅助对象，用于跟踪许可证的获取，以及定位一些阻塞问题，一般情况park(this)就行 public static void park(Object blocker) { Thread t = Thread.currentThread(); // 标记对于当前线程t，blocker正在获取许可证，出问题通过getBlocker方法去定位 setBlocker(t, blocker); UNSAFE.park(false, 0L); // park操作return了，标记许可证已经释放 setBlocker(t, null); } private static void setBlocker(Thread t, Object arg) { // 通过偏移量，把给当前线程t的parkBlocker属性赋值为arg UNSAFE.putObject(t, parkBlockerOffset, arg); }相信大家已经基本了解park操作了，LockSupport还给我们提供了其他功能
// 推荐，纳秒级别timeout后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); } } // 推荐，毫秒级别timeout后return public static void parkUntil(Object blocker, long deadline) { Thread t = Thread.currentThread(); setBlocker(t, blocker); UNSAFE.park(true, deadline); setBlocker(t, null); } // 不推荐，纳秒级别timeout后return public static void parkNanos(long nanos) { if (nanos > 0) UNSAFE.park(false, nanos); } // 不推荐，毫秒级别timeout后return public static void parkUntil(long deadline) { UNSAFE.park(true, deadline); }unpark
public static void unpark(Thread thread) { if (thread != null) //释放线程thread的许可证，如果已经是释放状态那就什么都不会发生，因为总共就1个许可，所以unpark可以先于park执行没有任务问题 UNSAFE.unpark(thread); }其他方法
// 由于包权限问题从ThreadLocalRandom类中copy过来的，用于生成随机数种子 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; }实践
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("线程1 即将被阻塞"); while (flag.get()) { LockSupport.park(curr); System.out.println("线程1 复活"); } System.out.println("线程1 结束使命"); }); thread.start(); new Thread(() -> { System.out.println("唤醒线程1"); flag.compareAndSet(true, false); LockSupport.unpark(thread); }).start(); } /** * 输出： * 线程1 即将被阻塞 * 唤醒线程1 * 线程1 复活 * 线程1 结束使命 */ } 
