LockSupport工具

你聽___發表於2018-05-06

LockSupport工具

1. LockSupport簡介

在之前介紹AQS的底層實現，已經在介紹java中的Lock時，比如ReentrantLock,ReentReadWriteLocks,已經在介紹執行緒間等待/通知機制使用的Condition時都會呼叫LockSupport.park()方法和LockSupport.unpark()方法。而這個在同步元件的實現中被頻繁使用的LockSupport到底是何方神聖，現在就來看看。LockSupport位於java.util.concurrent.locks包下，有興趣的可以直接去看原始碼，該類的方法並不是很多。LockSupprot是執行緒的阻塞原語，用來阻塞執行緒和喚醒執行緒。每個使用LockSupport的執行緒都會與一個許可關聯，如果該許可可用，並且可線上程中使用，則呼叫park()將會立即返回，否則可能阻塞。如果許可尚不可用，則可以呼叫 unpark 使其可用。但是注意許可不可重入，也就是說只能呼叫一次park()方法，否則會一直阻塞。

2. LockSupport方法介紹

LockSupport中的方法不多，這裡將這些方法做一個總結：

阻塞執行緒

  1. void park()：阻塞當前執行緒，如果呼叫unpark方法或者當前執行緒被中斷，從能從park()方法中返回
  2. void park(Object blocker)：功能同方法1，入參增加一個Object物件，用來記錄導致執行緒阻塞的阻塞物件，方便進行問題排查；
  3. void parkNanos(long nanos)：阻塞當前執行緒，最長不超過nanos納秒，增加了超時返回的特性；
  4. void parkNanos(Object blocker, long nanos)：功能同方法3，入參增加一個Object物件，用來記錄導致執行緒阻塞的阻塞物件，方便進行問題排查；
  5. void parkUntil(long deadline)：阻塞當前執行緒，知道deadline；
  6. void parkUntil(Object blocker, long deadline)：功能同方法5，入參增加一個Object物件，用來記錄導致執行緒阻塞的阻塞物件，方便進行問題排查；

喚醒執行緒

void unpark(Thread thread):喚醒處於阻塞狀態的指定執行緒

實際上LockSupport阻塞和喚醒執行緒的功能是依賴於sun.misc.Unsafe，這是一個很底層的類，有興趣的可以去查閱資料，比如park()方法的功能實現則是靠unsafe.park()方法。另外在阻塞執行緒這一系列方法中還有一個很有意思的現象就是，每個方法都會新增一個帶有Object的阻塞物件的過載方法。那麼增加了一個Object物件的入參會有什麼不同的地方了？示例程式碼很簡單就不說了，直接看dump執行緒的資訊。

呼叫park()方法dump執行緒：

"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)
複製程式碼

呼叫park(Object blocker)方法dump執行緒

"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)
複製程式碼

通過分別呼叫這兩個方法然後dump執行緒資訊可以看出，帶Object的park方法相較於無參的park方法會增加 parking to wait for <0x048c2d18> (a java.lang.String）的資訊，這種資訊就類似於記錄“案發現場”，有助於工程人員能夠迅速發現問題解決問題。有個有意思的事情是，我們都知道如果使用synchronzed阻塞了執行緒dump執行緒時都會有阻塞物件的描述，在java 5推出LockSupport時遺漏了這一點，在java 6時進行了補充。還有一點需要需要的是：synchronzed致使執行緒阻塞，執行緒會進入到BLOCKED狀態，而呼叫LockSupprt方法阻塞執行緒會致使執行緒進入到WAITING狀態。

3. 一個例子

用一個很簡單的例子說說這些方法怎麼用。

public class LockSupportDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(() -> {
            LockSupport.park();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "被喚醒");
        });
        thread.start();
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        LockSupport.unpark(thread);
    }
}
複製程式碼

thread執行緒呼叫LockSupport.park()致使thread阻塞，當mian執行緒睡眠3秒結束後通過LockSupport.unpark(thread)方法喚醒thread執行緒,thread執行緒被喚醒執行後續操作。另外，還有一點值得關注的是，LockSupport.unpark(thread)可以指定執行緒物件喚醒指定的執行緒。

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