java之并发包中的LockSupport类

前言

JDK中的JUC下包含了各种锁，而实现锁的AQS等中使用了LockSupport这个工具类，所以在学习其他源码之前，很有必要去了解一下LockSupport工具类的原理。

LockSupport相关

LockSupport类是JDK中rt.jar包下面的一个工具类，它的主要作用是挂起和唤醒线程。该工具类是创建锁和其他同步类的基础。

可以这么理解，LockSupport类与每个使用他的线程会关联一个许可证，在默认情况下条用LockSupport类的方法的线程是不持有许可证的。LockSupport是使用Unsafe类实现的，下面介绍LockSupport中的几个主要函数。

void park()

public static void park() {
    
    
  UNSAFE.park(false, 0L); // native修饰的本地方法
}

如果条用park方法的线程已经拿到了与LockSupport关联的许可证，则调用park方法会立刻返回，否则调动线程会被禁止参与线程的调度，也就是被阻塞挂起。

请看下面的例子：

Thread thread = new Thread(new Runnable() {
    
    
  @Override
  public void run() {
    
    
    System.out.println("thread start");
    LockSupport.park();
    System.out.println("thread end");
  }
});
thread.start();

// 输出：
thread start

上处的代码中thread线程调动了LockSupport的park方法，因为其没有获的和LockSupport关联的许可证，所以阻塞了，最终的输出结果只有thread start 一行字。

如果在其他线程调用unpark(Thread thread)方法并将本线程作为参数时，线程就会在调用park方法而被阻塞的地方返回。另外，如果其他线程调动了阻塞线程的Interrupt()方法，设置了中断标志或者线程被虚假唤醒后，阻塞线程也会被返回，所以就像设置最好也在park的时候添加循环条件判断的方式。

void unpark(Thread thread)

public static void unpark(Thread thread) {
    
    
  if (thread != null)
    UNSAFE.unpark(thread);
}

如果当一个线程调用unpark时，如果参数的thread线程没有持有thread与LockSupport类关联的许可证时，则让thread线程持有。

如果thread之前因调用park方法而被挂起，则调用了unpark会让该线程唤醒。

如果thread之前没有调用park方法，则调用unpark方法后，在调用park方法，会立刻返回。

上面3个如果的总结就是：

unpark会让thread线程拥有与LockSupport类的许可证，而thread有了许可证后，就会唤醒。

Thread thread = new Thread(new Runnable() {
    
    
  @Override
  public void run() {
    
    
    System.out.println("thread start");
    LockSupport.park();
    System.out.println("thread end");
  }
});
thread.start();
// 睡眠
Thread.sleep(1000);
//执行unpark
LockSupport.unpark(thread);

// 输出：
thread start
thread end

上面的代码因为在主线程中调用了unpark，参数为thread，所以thread在调用park处被唤醒了。

void parkNanos(long nanos)

public static void parkNanos(long nanos) {
    
    
  if (nanos > 0)
    UNSAFE.park(false, nanos);
}

和park方法类似,如果调用park方法的线程已经拿到了与LockSupport关联的许可证,则调用LockSupport.parkNanos(long nanos)方法后会马上返回。该方法的不同在于,如果没有拿到许可证,则调用线程会被挂起nanos时间后修改为自动返回。

另外park方法还支持带有blocker参数的方法void park(Object blocker)方法,当线程在没有持有许可证的情况下调用park方法而被阻塞挂起时,这个blocker对象会被记录到该线程内部。

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);
  }
}

也有没有nanos参数而只含有blocker参数的方法，这里不在一一表述。

总结

LockSupport类是创建锁和其他同步类的基础，thread线程和LockSupport类之间的联系是许可证，默认情况下thread线程是不持有许可证的，所以park后就会阻塞挂起，而unpark则会让thread线程持有LockSupport类的许可证，而线程持有了许可证后就会被唤醒。

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