一文解读LockSupport

2023-10-15 10:15:31 浏览数 (2)

LockSupport是什么？

LockSupport是JDK1.5中新增的一个类，用于实现线程的阻塞和唤醒。LockSupport中的park()和unpark()方法可以分别实现阻塞线程和唤醒线程的功能。和其他的线程控制方法相比，LockSupport有以下优点：可以阻塞和唤醒指定的线程，而不是像wait()和notify()方法一样只能阻塞和唤醒当前线程；不需要获取锁才能操作，而是将操作权限直接分配给调用线程；唤醒操作可以先于阻塞操作，而不像wait()方法只能等待notify()方法的唤醒。 

LockSupport是用来创建锁和其他同步类的基本线程阻塞原语。

LockSupport中的park()和 unpark()的作用分别是阻塞线程和解除阻塞线程

LockSupport类中的park等待和unpark唤醒

LockSupport类使用了一种名为Pemit(许可）的概念来做到阻塞和唤醒线程的功能，每个线程都有一个许可(permit)，但与Semaphore不同的是，许可的累加上限是1。

permit许可证默认没有不能放行，所以一开始调park()方法当前线程就会阻塞，直到别的线程给当前线程的发放permit，park方法才会被唤醒。

调用unpark(thread)方法后，就会将thread线程的许可证permit发放，会自动唤醒park线程，即之前阻塞中的LockSuppot.pak()方法会立即返回。

3种让线程等待和唤醒的方法

方式1：object中的wait()==》notify()

使用object中的wait()方法让线程等待，使用Object中的notify()方法唤醒线程

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public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) {
        Object obj = new Object();
        new Thread(() -> {
            synchronized (obj){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() "进来了...");
                try {
                    obj.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() "醒过来了...");
            }
        }, "t1").start();

        new Thread(() -> {
            synchronized (obj){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() "通知...");
                obj.notify();
            }
        }, "t2").start();
    }
}

Object 类中的 wait、notify、notifyAll 用于线程等待和唤醒的方法，都必须在 synchronized 内部执行。必须要先 wait 后 notify或者 notifyAll ，等待中的线程才会被唤醒，否则无法唤醒。

方式2:Juc包中Condition==》await()

使用Juc包中Condition的await()方法让线程等待，使用signal()方法唤醒线程

代码语言：javascript复制
public class Demo3 {
    static Lock lock=new ReentrantLock();
    static Condition condition=lock.newCondition();
    public static void main(String[] args) {
       new Thread(() -> {
           lock.lock();
           System.out.println(Thread.currentThread().getName() "进入");
           try {
               condition.await();
           } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
           }finally {
               lock.unlock();
           }
           System.out.println(Thread.currentThread().getName() "被唤醒");

       }, "t1").start();
       new Thread(() -> {
           lock.lock();
           condition.signal();
           System.out.println(Thread.currentThread().getName() "通知");
           lock.unlock();
       }, "t2").start();
    }
}

Condition接口中的 await、signal、signalAll 用于线程等待和唤醒的方法，都必须在 lock 块内部执行。必须要先 await 后 signal或者 signalAll ，等待中的线程才会被唤醒，否则无法唤醒。

方式3:LockSupport类

上述两个对象object和Condition使用的限制条件 线程先要获得并持有锁，必须在锁块(synchronized或lock)中 必须要先等待后唤醒，线程才能够被唤醒

LockSupport类可以阻塞当前线程以及唤醒指定被阻塞的线程

代码语言：javascript复制
public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()   "进入");
            LockSupport.park();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()   "被唤醒");
        }, "t1");
        t1.start();
        //3秒以后线程2去唤醒t1
        try { TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
        new Thread(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() "通知");
            LockSupport.unpark(t1);
        }, "t2").start();
    };
}

LockSupport优势 正常 无锁块要求 错误的先唤醒后等待，LockSupport照样支持 

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public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()   "进入");
            LockSupport.park();
            LockSupport.park();//锁俩次
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()   "被唤醒");
        }, "t1");
        t1.start();
        //3秒以后线程2去唤醒t1
        try { TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
        new Thread(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() "通知");
            LockSupport.unpark(t1);
            LockSupport.unpark(t1);//给俩次通行证
        }, "t2").start();
    };
}

上面的代码也会出现线程阻塞 

为什么唤醒两次后阻塞两次，但最终结果还会阻塞线程? 因为凭证的数量最多为1，连续调用两次unpark和调用一次 unpark效果一样，只会增加一个凭证;而调用两次park却需要消费两个凭证，不够，不能放行 

LockSupport 提供 park() 和 unpark() 方法实现阻塞线程和解除线程阻塞的过程

LockSupport 和每个使用它的线程都有一个许可（permit）关联。 permit 默认是 0。

  • 调用一次 unpark 就加 1 变成 1
  • 调用一次 park 会消费 permit ，也就是将 1 变成 0，同时 park 立即返回。
  • 如果再次调用 park 会变成阻塞（因为 permit 为 0 会阻塞在这里，一直到 permit 为 1），这时候调用 unpark 会把 permit 置为 1
  • 每个线程都有一个相关的 permit，permit 最多只有一个，重复调用 unpark 不会积累凭证。

简单来说：

线程阻塞需要消耗凭证（permit），这个凭证最多只有一个。

  • 当调用 park 方法时
    • 如果有凭证，则会直接消耗掉这个凭证然后正常退出
    • 如果没有凭证，就必须阻塞等待凭证可用
  • 当调用 unpark 方法时
    • 它会增加一个凭证，但凭证最多只能有一个，无法累加。

 LockSupport是一个线程阻塞工具类，所有的方法都是静态方法，可以让线程在任意位置阻塞，阻塞之后也有对应的唤醒方法。归根结底，LockSupport调用的Unsafe中的native代码。

lock system thread 权限 线程

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