本文主要是介绍Java并发 - LockSupport详解,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!
LockSupport
是Java中用于实现线程阻塞和唤醒的工具类。它提供了一种基于线程的阻塞原语,能够在不需要持有锁的情况下实现线程的挂起和唤醒操作。
1. LockSupport是什么?
LockSupport
是Java并发包(java.util.concurrent)中的一个工具类,用于实现线程的阻塞和唤醒操作。与传统的使用synchronized关键字或Object类的wait()和notify()方法不同,LockSupport
使用更加灵活的方式来管理线程的阻塞状态。
2. LockSupport的主要作用?
LockSupport
的主要作用是允许线程进行阻塞和唤醒,而且可以在任意位置对线程进行操作,而无需持有特定的锁。它提供了park()和unpark()两个静态方法,可以分别用于阻塞线程和唤醒线程。
park()
: 阻塞当前线程。unpark(Thread thread)
: 唤醒指定线程。
LockSupport
不需要获取某个对象的锁来进行阻塞或唤醒,而是通过给线程分配一个许可证(permit)的方式来实现。
3. LockSupport核心函数
- **
park()
:**使得当前线程进入阻塞状态,一直阻塞直到调用unpark(Thread thread)
方法或被中断。 - **
unpark(Thread thread)
:**用于唤醒通过park()
方法被阻塞的线程。 - **
parkNanos(Object blocker, long nanos)
:**阻塞当前线程,最多阻塞nanos纳秒,或直到被中断。 - **
parkUntil(Object blocker, long deadline)
:**阻塞当前线程,直到deadline时间点或被中断。
4. LockSupport源码分析
LockSupport
的核心方法是park()和unpark(Thread thread),它们的实现比较简单。以下是简化的LockSupport源码:
public class LockSupport {public static void park(Object blocker) {// 获取当前线程Thread t = Thread.currentThread();// 设置BlockersetBlocker(t, blocker);// 获取许可UNSAFE.park(false, 0L);// 重新可运行后再此设置BlockersetBlocker(t, null);}public static void unpark(Thread thread) {if (thread != null)UNSAFE.unpark(thread);}public static void parkNanos(Object blocker, long nanos) {if (nanos > 0) { // 时间大于0// 获取当前线程Thread t = Thread.currentThread();// 设置BlockersetBlocker(t, blocker);// 获取许可,并设置了时间UNSAFE.park(false, nanos);// 设置许可setBlocker(t, null);}}public static void parkUntil(Object blocker, long deadline) {// 获取当前线程Thread t = Thread.currentThread();// 设置BlockersetBlocker(t, blocker);UNSAFE.park(true, deadline);// 设置Blocker为nullsetBlocker(t, null);}// ... 其他代码 ...// Unsafe实例private static final sun.misc.Unsafe UNSAFE;// 以下字段记录的是内存偏移地址private static final long parkBlockerOffset;private static final long SEED;private static final long PROBE;private static final long SECONDARY;static {try {// 获取UnSafe对象实例UNSAFE = sun.misc.Unsafe.getUnsafe();// 获取线程对象Class<?> tk = Thread.class;// 获取Thread类中的字段parkBlocker、threadLocalRandomSeed、threadLocalRandomProbe、threadLocalRandomSecondarySeed的内存偏移量。parkBlockerOffset = UNSAFE.objectFieldOffset(tk.getDeclaredField("parkBlocker"));SEED = UNSAFE.objectFieldOffset(tk.getDeclaredField("threadLocalRandomSeed"));PROBE = UNSAFE.objectFieldOffset(tk.getDeclaredField("threadLocalRandomProbe"));SECONDARY = UNSAFE.objectFieldOffset(tk.getDeclaredField("threadLocalRandomSecondarySeed"));} catch (Exception ex) {throw new Error(ex);}}// ... 其他代码 ...
}
5. LockSupport的应用场景
LockSupport
的灵活性使得它在一些特定的场景中非常有用,如:
- 替代传统的wait()和notify():LockSupport可以在任意位置进行线程的阻塞和唤醒,而不需要在特定的同步块内调用。
- 实现自定义的线程同步机制:LockSupport可以作为构建自定义锁或同步工具的基础组件,提供更灵活的线程控制。
- 线程的挂起和唤醒:LockSupport可以用于实现一些需要线程挂起和唤醒的场景,例如线程池中的工作者线程。
6. LockSupport示例
public class LockSupportExample {public static void main(String[] args) {Thread thread = new Thread(() -> {System.out.println("Thread is going to be parked");LockSupport.park(); // 阻塞当前线程System.out.println("Thread is unparked");});thread.start();try {Thread.sleep(2000); // 等待2秒} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}LockSupport.unpark(thread); // 唤醒线程}
}
Thread is going to be parked
Thread is unparked
在这个例子中,线程启动后会被阻塞,然后主线程等待2秒后调用LockSupport.unpark()方法唤醒被阻塞的线程。
问:先调用
park
再调用unpark
跟 先调用unpark
再调用park
有什么区别在调用
unpark
之后,线程调用LockSupport.park()
,由于之前已经被唤醒,所以它不会被阻塞,可以继续执行之后的代码。
7. LockSupport的深入理解
LockSupport
中的park
和unpark
方法与wait
和notify
方法都用于线程之间的协作,但有一些重要的区别。
7.1 粒度和使用方式
park
和unpark
:park
和unpark
是用于线程级别的协作,不需要在特定的同步块内调用。- 可以在任意地方调用
park
和unpark
,并且不需要持有某个对象的锁。
wait
和notify
:wait
和notify
是基于对象级别的协作,必须在同步块内使用,通常使用synchronized
关键字。- 调用
wait
和notify
之前需要获取对象的锁。
7.2 唤醒方式:
park
和unpark
:unpark
可以在park
之前调用,也可以在park
之后调用。多次调用unpark
不会积累许可,每个线程最多有一个许可。unpark
可以指定唤醒特定线程。
wait
和notify
:notify
必须在wait
之后调用,且只能唤醒等待同一对象锁的某一个线程。notifyAll
唤醒等待同一对象锁的所有线程。
7.3 中断响应:
park
和unpark
:park
可以响应中断,线程在被中断时会立即返回。unpark
不会受到中断的影响。
wait
和notify
:wait
在等待期间被中断会抛出InterruptedException
。notify
不受中断的影响。
7.4 条件等待:
park
和unpark
:park
和unpark
本身不提供条件等待的机制,但可以通过配合使用其他条件来实现。
wait
和notify
:wait
和notify
通常与while
循环一起使用,以检查特定条件是否满足。
7.5 示例代码对比
使用LockSupport
的示例:
请看上述示例
使用wait
和notify
的示例:
public class WaitNotifyExample {private static final Object lock = new Object();public static void main(String[] args) {Thread thread = new Thread(() -> {synchronized (lock) {System.out.println("Thread is going to wait");try {lock.wait(); // 阻塞当前线程} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("Thread is notified");}});thread.start();try {Thread.sleep(2000); // 等待2秒System.out.println("sleep end");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}synchronized (lock) {lock.notify(); // 唤醒线程System.out.println("thread is notify");}}
}
Thread is going to wait
sleep end
thread is notify
Thread is notified
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