本文主要是介绍【JUC】十六、LockSupport类实现线程等待与唤醒,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
文章目录
- 1、LockSupport
- 2、wait和notify存在的问题
- 3、await和signal存在的问题
- 4、park和unpark方法
- 5、LockSupport用法示例
- 6、Permit不会累积
- 7、面试
1、LockSupport
线程等待和唤醒的方式有:
- 使用Object的wait方法让对象上活动的线程等待,使用notify方法来唤醒线程
- 使用JUC报中Condition的await方法让线程等待,使用signal方法来唤醒线程
- LockSupport类来阻塞当前线程以及唤醒指定被阻塞的线程
LockSupport是一个线程阻塞工具类,所有方法都是静态的。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。
- LockSupport提供park和unpark方法实现阻塞线程和解除阻塞
- LockSupport和每个使用它的线程都有一个许可permit关联
- 每个线程都有一个相关的permit,permit最多只有一个,重复调用unpark也不会积累凭证
- LockSupport就是通过Permit (许可)的概念来做到阻塞和唤阻线程的功能
2、wait和notify存在的问题
正常使用wait和notify如下:
public class LockSupport1 {public static void main(String[] args) {Object o = new Object();new Thread(() -> {synchronized (o){System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t come in...");try {o.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 被唤醒");}},"t1").start();//歇200mstry { TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }new Thread(() -> {synchronized (o){System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t come in ...");o.notify();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 发出唤醒通知");}},"t2").start();}
}
此时一切正常:
问题1:去掉syncyronized
问题2:先唤醒再等待
可以发现,将notify先于wait执行,等待被唤醒的线程会陷入无限等待中,就像叫你起床的人,先走了,你睡着以后没人再叫你了。
问题点总结:
- wait和notify方法必须要在同步块或者同步方法里面,且成对出现和使用
- 必须先wait再notify,反之唤醒失败
3、await和signal存在的问题
常规用法:
public class LockSupport1 {public static void main(String[] args) {Lock lock = new ReentrantLock();Condition condition = lock.newCondition();new Thread(() -> {lock.lock();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t come in...");try {condition.await();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {lock.unlock();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 被唤醒");},"t1").start();//歇200mstry { TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }new Thread(() -> {lock.lock();try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t come in...");condition.signal();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 发出唤醒通知");} finally {lock.unlock();}},"t2").start();}}
问题1:去掉锁
可以看到去掉lock和unlock加解锁,await和signal都触发了IllegalMonitorStateException异常。
异常2:先唤醒再等待
可以看到,前两种线程等待和唤醒的方式,都有使用限制:
- 线程必须先持有锁(synchronized或者lock)
- 必须先等待后唤醒,才能唤醒成功
4、park和unpark方法
基于前面两种方式的缺陷,LockSupport提供了新的实现思路来解决 ⇒凭证 。通过park()和unpark(thread)来实现阻塞和唤醒线程。
//阻塞当前线程
park()
//阻塞传入的具体线程
park(Thread thread)
当调用park方法时:
- 如果线程有凭证,则直接消耗掉这个凭证然后正常往下执行
- 如果线程没有凭证,就必须阻塞等待到凭证可用
看下源码,第二个参数就是用来指定多久放行的,默认0,即没许可证不放行,直到别的线程给当前线程发放permit:
unpark(Thread thread)
当调用unpark方法时:
- 给传入的线程发一个凭证
- 自动唤醒之前阻塞的LockSupport.park()
- 但凭证最多只有一个,多次调用不会累加
5、LockSupport用法示例
开两个线程t2给t1发通行证:
public class LockSupport2 {public static void main(String[] args) {Thread t1 = new Thread(() -> {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t ---com in: " + System.currentTimeMillis());LockSupport.park();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t ---被唤醒: " + System.currentTimeMillis());}, "t1");t1.start();try { TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }new Thread(() -> {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t ---com in");System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "给t1线程发了permit");LockSupport.unpark(t1);},"t2").start();}
}
等待唤醒成功,可以发现不用锁块了,也没有synchronized或者lock了。
再看先发许可证会不会被成功唤醒:
public class LockSupport2 {public static void main(String[] args) {Thread t1 = new Thread(() -> {//休息两秒,让t2先执行try { TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t ---com in: " + System.currentTimeMillis());LockSupport.park();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t ---被唤醒: " + System.currentTimeMillis());}, "t1");t1.start();//try { TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }new Thread(() -> {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t ---com in");System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "给t1线程发了permit");LockSupport.unpark(t1);},"t2").start();}
}
先发permit,再LockSupport.park(),就像持证上岗,或者高速公路的ETC,提前缴费买了通行证后走高速,遇到关卡一路通畅,此时park形同虚设
6、Permit不会累积
验证一个线程醉倒一个Permit,许可证不会累积:
public class LockSupport3 {public static void main(String[] args) {Thread t1 = new Thread(() -> {//先让发许可证的线程执行try { TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t ---come in");LockSupport.park();LockSupport.park();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t ---被唤醒");}, "t1");t1.start();new Thread(() -> {LockSupport.unpark(t1);LockSupport.unpark(t1);LockSupport.unpark(t1);LockSupport.unpark(t1);}).start();}
}
可以看到多次unpark也不能过两个park:
稍微再改一下,一个凭证用完后,自己再给自己发一个,就可以通过了。
7、面试
Q1:为什么LockSupport可以突破wait/notify原有的调用顺序限制?
A1:因为unpark后线程t获得了一个凭证,之后线程t再调用park,就凭证消费,畅通无阻
Q2:为什么唤醒两次后再阻塞两次,最终结果还是阻塞?
A2:因为凭证的数量最多为1,连续调用两次unpark并不会有两个凭证,而调用两次park却要消耗两个凭证,凭证不够,不能放行。
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