LockSupport 原理解析(下)

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简介: LockSupport 原理解析

LockSupport 类中的 park 等待和 unpark 唤醒


是什么?


通过 park() 和 unpark() 犯法来实现阻塞和唤醒线程的操作


LockSupport 类使用了一种名为 Permit ( 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),permit 有两个之 1 和 0 , 默认是 0。


可以把许可堪称是一种 (0,1)信号量(Semaphore), 但与 Semaphore 不同的是,许可的累加上限是 1。


主要的方法


核心方法:


image.png


核心方法 park()/park(Object blocker)


阻塞当前线程/阻塞传入的具体线程


public static void park() {
    UNSAFE.park(false, 0L);
}


permit 默认是 0 ,所以一开始就调用 park() 方法, 当前线程就会阻塞, 知道别的线程将当前线程的 permit 设置为 1 时, park 方法会被唤醒, 然后会将 permit 再次设置为 0 并返回。


核心方法 unpark(Thread thread)


唤醒处于阻塞状态的指定线程


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


代码实践


Thread a = new Thread(() -> {
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " \t ======= 进入锁");
    LockSupport.park();
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t ======== 被唤醒");
}, "A");
a.start();
TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
Thread b = new Thread(() -> {
    LockSupport.unpark(a);
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t ======== 通知了");
}, "A");
b.start();


试验结论:


1、支持无锁的情况调用,执行线程的阻塞;


2、支持先 unpark , 然后 park 操作依然有效。


重点说明


LockSupport 是用来创建锁和其他同步类的基本线程阻塞原语。


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 Unsafe 的 native 代码

LockSupport 提供 park() 和 unpark() 方法实现阻塞吓成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 相当于 1, 0 的开关,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 就会变成阻塞(因为 permit 为 0 了会阻塞在这里,直到 permit 变为 1),这时候调用 unpark 会把 permit 设置为 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 也不会累积凭证。


形象的理解


线程阻塞需要消耗凭证(permit), 这个凭证最多只有 1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。
  • 如果无凭证,就必须阻塞等待凭证可用。


而 unpark 则相反,它会增加一个凭证,但凭证最多只能有 1 个,累加无效。


问题总结


为什么可以先唤醒线程后阻塞线程?


因为 unpark 获取到一个凭证,之后在调用 park 方法,就可以名正言顺的凭证消费,故不会阻塞。


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 ,连续两次调用 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,证不够,不能放行。


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