教你如何使用Java多线程编程LockSupport工具类

LockSupport类

用于创建锁和其他同步类的基本线程阻塞原语，此类与使用它的每个线程关联一个许可。如果获得许可，将立即返回对park的调用，并在此过程中消耗掉它；否则may会被阻止。调用unpark可使许可证可用（如果尚不可用）。（不过与信号量不同，许可证不会累积。最多只能有一个。）
方法park和unpark提供了有效的阻塞和解阻塞线程的方法，这些线程不会遇到导致已弃用的方法Thread.suspend和Thread.resume无法用于以下问题：由于许可，在调用park的一个线程与试图进行unpark的另一个线程之间的竞争将保留生命力。此外，如果调用者的线程被中断并且支持超时版本，则park将返回。 park方法也可能在其他任何时间出于“无理由”返回，因此通常必须在循环中调用该循环，该循环在返回时会重新检查条件。从这个意义上说，park是对“繁忙等待”的优化，它不会浪费太多的时间，而必须与unpark配对才能生效。
了解了其作用，我们看看相关API。

LockSupport.park()

park():除非有许可，否则出于线程调度目的禁用当前线程。
如果许可证可用，则将其消耗掉，并立即返回呼叫；否则，将立即返回该呼叫。出于线程调度的目的，当前线程将被禁用，并处于休眠状态，直到发生以下三种情况之一：
1.其他一些线程以当前线程为目标调用unpark()方法
2.其他一些线程Threadinterrupt interrupts当前线程
3.虚假地调用返回
源码：

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

LockSupport都是调用的UNSAFE的方法，我们先看看park方法

public class LockSupportMain {
   public static void main(String[] args) {
       System.out.println("begin park!");
       LockSupport.park();
       System.out.println("end park!");
   }
}

运行结果：

我们调用了park方法，导致Main线程一直被阻塞，一直没有结束，因为默认的情况下，调用线程是不持有许可证的，我们如何解决呢？上面提到过三个方式，我们一个一个的验证。

1.调用unpack方法获得许可

unpack():如果给定线程尚不可用，则使它可用。如果线程在park上被阻止，则它将取消阻止。否则，将确保其对park的下一次调用不会阻塞。如果给定线程尚未启动，则不能保证此操作完全无效。
源码：

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

public class LockSupportMain2 {
   public static void main(String[] args) {
       System.out.println("begin park!");
       LockSupport.unpark(Thread.currentThread());
       LockSupport.park();
       System.out.println("end park!");
   }
}

运行结果：

可以看出，当前的线程main已经释放了，没有进行阻塞，直接运行完成了。
我们创建一个线程有Main线程进行unpark方法将线程在阻塞的情况下，进行运行。

public class LockSupportMain3 {

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
       Runnable runnable = new Runnable() {
           @Override
           public void run() {
               System.out.println("begin start thread name: " + Thread.currentThread().getName() + " park");
               LockSupport.park();
               System.out.println("end start thread name: " + Thread.currentThread().getName() + " park");
           }
       };

Thread thread = new Thread(runnable);
       thread.start();
       Thread.sleep(2000);
       System.out.println("main thread call unpark");
       LockSupport.unpark(thread);
   }

}

运行结果：

运行结果可以看出，其他一些线程以当前线程为目标调用unpark()方法可以将线程的park导致阻塞的继续运行。

2.调用中断interrupts方法获得许可

由于park方法不会告诉你何种原因返回，所以调用者需要根据之前调用park方法的原因，再次检查条件是否满足，如果不能满足，就还需要调用park方法

public class LockSupportMain4 {

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
       Runnable runnable = new Runnable() {
           @Override
           public void run() {
               System.out.println("begin start thread name: " + Thread.currentThread().getName() + " park");
               while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
                   LockSupport.park();
               }
               System.out.println("end start thread name: " + Thread.currentThread().getName() + " park");
           }
       };

Thread thread = new Thread(runnable);
       thread.start();
       Thread.sleep(2000);
       //通过interrupt方法 让park阻塞继续运行
       thread.interrupt();
   }

}

运行结果：

由运行可以看出，其他一些线程Threadinterrupt interrupts当前线程是可以将park阻塞的线程继续运行。

parkNanos(long nanos)

parkNanos(long nanos)：除非允许使用许可，否则在指定的等待时间内禁用用于线程调度的当前线程。
源码：

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

public class LockSupportMain5 {

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
       Runnable runnable = new Runnable() {
           @Override
           public void run() {
               System.out.println("begin start thread name: " + Thread.currentThread().getName() + " park");
               LockSupport.parkNanos(3_000_000_000L);
               System.out.println("end start thread name: " + Thread.currentThread().getName() + " park");
           }
       };
       Thread thread = new Thread(runnable);
       thread.start();
   }
}

运行结果：

三秒之后，阻塞三秒之后继续运行。

park(Object blocker)

park(Object blocker)：除非有许可，否则出于线程调度目的禁用当前线程
源码：

public static void park(Object blocker) {
   Thread t = Thread.currentThread();
   setBlocker(t, blocker);
   UNSAFE.park(false, 0L);
   setBlocker(t, null);
}

这里的blocker对象是Thread类中的blocker对象，代码如下：

//提供给java.util.concurrent.locks.LockSupport.park的当前调用的参数。
//由（私有）java.util.concurrent.locks.LockSupport.setBlocker设置使用
//java.util.concurrent.locks.LockSupport.getBlocker进行访问
volatile Object parkBlocker;

parkNanos(Object blocker, long nanos)

源码：

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);
   }
}

parkUntil(Object blocker, long deadline)

parkUntil(Object blocker, long deadline):除非指定许可，否则禁用当前线程以进行线程调度，直到指定的期限。
源码：

public static void parkUntil(Object blocker, long deadline) {
   Thread t = Thread.currentThread();
   setBlocker(t, blocker);
   UNSAFE.park(true, deadline);
   setBlocker(t, null);
}

我们使用java API中的例子看看：

public class LockSupportMain6 {
   private final AtomicBoolean locked = new AtomicBoolean(false);
   private final Queue<Thread> waiters
           = new ConcurrentLinkedQueue<Thread>();

public void lock() {
       boolean wasInterrupted = false;
       Thread current = Thread.currentThread();
       waiters.add(current);

// 不在队列中时先阻塞或无法获取锁定
       while (waiters.peek() != current ||
               !locked.compareAndSet(false, true)) {
           LockSupport.park(this);
           // 等待时忽略中断 如果park方法是因为被中断而返回，则忽略中断，并且重新设置中断标记，做个标记
           if (Thread.interrupted()) {
               wasInterrupted = true;
           }
       }
       waiters.remove();
       // 退出时重新声明中断状态
       if (wasInterrupted)          
       {
           current.interrupt();
       }
   }
   public void unlock() {
       locked.set(false);
       LockSupport.unpark(waiters.peek());
   }
}

有blocker的可以传递给开发人员更多的现场信息，可以查看到当前线程的阻塞对象，方便定位问题

来源：https://blog.csdn.net/qian1314520hu/article/details/115667930