Java多线程进阶—— J.U.C之locks框架：LockSupport

╰+攻爆jí腚メ 2023-06-20 13:55 79阅读 0赞

## 一、LockSupport类简介 ##

LockSupport类，是JUC包中的一个工具类，是用来创建锁和其他同步类的基本线程阻塞原语。

LockSupport类的核心方法其实就两个：`park()`和`unark()`，其中`park()`方法用来阻塞当前调用线程，`unpark()`方法用于唤醒指定线程。  
这其实和Object类的wait()和signial()方法有些类似，但是LockSupport的这两种方法从语意上讲比Object类的方法更清晰，而且可以针对指定线程进行阻塞和唤醒。

> 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，可以把许可看成是一种(0,1)信号量（Semaphore），但与 Semaphore 不同的是，许可的累加上限是1。  
> 初始时，permit为0，当调用 `unpark()`方法时，线程的permit加1，当调用 `park()`方法时，如果permit为0，则调用线程进入阻塞状态。

### 1.1 使用示例 ###

来看一个例子：  
*假设现在需要实现一种FIFO类型的独占锁，可以把这种锁看成是ReentrantLock的公平锁简单版本，且是不可重入的，就是说当一个线程获得锁后，其它等待线程以FIFO的调度方式等待获取锁。*

public class FIFOMutex {
        private final AtomicBoolean locked = new AtomicBoolean(false);
        private final Queue<Thread> waiters = new ConcurrentLinkedQueue<Thread>();
     
        public void lock() {
            Thread current = Thread.currentThread();
            waiters.add(current);
     
            // 如果当前线程不在队首，或锁已被占用，则当前线程阻塞
            // NOTE：这个判断的意图其实就是：锁必须由队首元素拿到
            while (waiters.peek() != current || !locked.compareAndSet(false, true)) {
                LockSupport.park(this);
            }
            waiters.remove(); // 删除队首元素
        }
     
        public void unlock() {
            locked.set(false);
            LockSupport.unpark(waiters.peek());
        }
    }

测试用例：

public class Main {
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            FIFOMutex mutex = new FIFOMutex();
            MyThread a1 = new MyThread("a1", mutex);
            MyThread a2 = new MyThread("a2", mutex);
            MyThread a3 = new MyThread("a3", mutex);
     
            a1.start();
            a2.start();
            a3.start();
     
            a1.join();
            a2.join();
            a3.join();
     
            assert MyThread.count == 300;
            System.out.print("Finished");
        }
    }
     
    class MyThread extends Thread {
        private String name;
        private FIFOMutex mutex;
        public static int count;
     
        public MyThread(String name, FIFOMutex mutex) {
            this.name = name;
            this.mutex = mutex;
        }
     
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                mutex.lock();
                count++;
                System.out.println("name:" + name + "  count:" + count);
                mutex.unlock();
            }
        }
    }

上述FIFOMutex 类的实现中，当判断锁已被占用时，会调用`LockSupport.park(this)`方法，将当前调用线程阻塞；当使用完锁时，会调用`LockSupport.unpark(waiters.peek())`方法将等待队列中的队首线程唤醒。

通过LockSupport的这两个方法，可以很方便的阻塞和唤醒线程。但是LockSupport的使用过程中还需要注意以下几点：

1.  **`park`方法的调用一般要方法一个循环判断体里面。**  
      
    如上述示例中的：
    
        while (waiters.peek() != current || !locked.compareAndSet(false, true)) {
            LockSupport.park(this);
        }
    
    之所以这样做，是为了防止线程被唤醒后，不进行判断而意外继续向下执行，这其实是一种Guarded Suspension的多线程设计模式。
2.  `park`方法是会响应中断的，但是不会抛出异常。(也就是说如果当前调用线程被中断，则会立即返回但不会抛出中断异常)
3.  park的重载方法`park(Object blocker)`，会传入一个blocker对象，所谓Blocker对象，其实就是当前线程调用时所在调用对象（如上述示例中的FIFOMutex对象）。该对象一般供监视、诊断工具确定线程受阻塞的原因时使用。

## 二、LockSupport类/方法声明 ##

**类声明：**

public class LockSupport
    extends Object

**方法声明：**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMyMjUyOTE3_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMyMjUyOTE3_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191210154520438.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMyMjUyOTE3,size_16,color_FFFFFF,t_70