Java-併發-鎖-LockSupport
阿新 • • 發佈:2018-12-09
Java-併發-鎖-LockSupport
0x01 摘要
LockSupport
是用來建立鎖和其他同步類的基本執行緒阻塞原語,他的兩個主要方法park()
和 unpark()
的作用分別是阻塞執行緒和解除阻塞執行緒。本文簡要分析下他的原始碼。
0x02 原始碼解析
2.1 類定義和構造方法
// 該類很耿直,就是個獨立的 沒有什麼亂七八糟的繼承關係
public class LockSupport {
// 私有構造方法,不能例項化LockSupport
private LockSupport() {}
}
2.2 初始化
// Hotspot implementation via intrinsics API
// UNSAFE例項
private static final sun.misc.Unsafe UNSAFE;
private static final long parkBlockerOffset;
private static final long SEED;
private static final long PROBE;
private static final long SECONDARY;
static {
try {
// 只有根BootStrapClassLoader載入的類才能使用這個方式初始化UNSAFE,
// 否則會報異常Exception in thread "main" java.lang.SecurityException: Unsafe
UNSAFE = sun.misc.Unsafe.getUnsafe();
Class<?> tk = Thread.class;
// 獲取parkBlocker這個field在Thread類中的偏移位置
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); }
}
2.3 重要方法
2.3.1 unpark
/**
* 如果指定的執行緒處於park狀態,就給他個許可讓他不再阻塞
* 否則,該執行緒的下一次park呼叫會保證不會被阻塞,但是多次呼叫就沒用,只能保證一次
* 當然,如果執行緒沒開始執行,就沒有任何保證
*
* @param thread 需要被unpark的執行緒物件,傳null沒有任何作用
*/
public static void unpark(Thread thread) {
if (thread != null)
UNSAFE.unpark(thread);
}
2.3.2 park
/**
* 禁用當前執行緒已達到不可排程執行的目的,直到有許可 可用
* 如果此方法時就有許可可用(在此之前已經用unpark給了本執行緒一個許可),那就會立刻消費這個許可並立刻返回;
* 否則當前執行緒會被禁止執行緒排程,保持睡眠直到以下三種情況發生:
* 1.某個其他的執行緒呼叫了unpark,並以當前執行緒為引數,給一個許可
* 2.某個其他的執行緒對當前執行緒呼叫了interrupt方法,發了中斷(此時不會丟擲InterruptedException)
* 3.The call spuriously (that is, for no reason) returns莫名奇妙的返回了?
*
* 因為該方法返回空,所以呼叫者不會知道是啥原因導致的返回,所以需要檢查下原因,
* 比如查下執行緒中斷狀態
*
* @param blocker 負責park此執行緒的同步物件
* @since 1.6
*/
public static void park(Object blocker) {
Thread t = Thread.currentThread();
setBlocker(t, blocker);
UNSAFE.park(false, 0L);
setBlocker(t, null);
}
/**
* 禁用當前執行緒已達到不可排程執行的目的,直到有許可 可用
* 如果此方法時就有許可可用(在此之前已經用unpark給了本執行緒一個許可),那就會立刻消費這個許可並立刻返回;
* 否則當前執行緒會被禁止執行緒排程,保持睡眠直到以下四種情況發生:
* 1.某個其他的執行緒呼叫了unpark,並以當前執行緒為引數,給一個許可
* 2.某個其他的執行緒對當前執行緒呼叫了interrupt方法,發了中斷(此時不會丟擲InterruptedException)
* 3.The call spuriously (that is, for no reason) returns莫名奇妙的返回了?
* 4.指定的等待時間消耗完畢
*
* 因為該方法返回空,所以呼叫者不會知道是啥原因導致的返回,所以需要檢查下原因,
* 比如查下執行緒中斷狀態
*
* @param blocker 負責park此執行緒的同步物件
* @param nanos 等待時間閾值,納秒單位
* @since 1.6
*/
public static void parkNanos(Object blocker, long nanos) {
if (nanos > 0) {
Thread t = Thread.currentThread();
setBlocker(t, blocker);
// 這裡用的是納秒,且是相對時間
UNSAFE.park(false, nanos);
setBlocker(t, null);
}
}
// 這個方法與parkNanos類似,只不過傳入的是毫秒級的絕對時間即時間戳
public static void parkUntil(long deadline) {
UNSAFE.park(true, deadline);
}
/**
* 禁用當前執行緒已達到不可排程執行的目的,直到有許可 可用
*
* 如果此方法時就有許可可用(在此之前已經用unpark給了本執行緒一個許可),那就會立刻消費這個許可並立刻返回;
* 否則當前執行緒會被禁止執行緒排程,保持睡眠直到以下三種情況發生:
* 1.某個其他的執行緒呼叫了unpark,並以當前執行緒為引數,給一個許可
* 2.某個其他的執行緒對當前執行緒呼叫了interrupt方法,發了中斷(此時不會丟擲InterruptedException)
* 3.The call spuriously (that is, for no reason) returns莫名奇妙的返回了?
*
* 因為該方法返回空,所以呼叫者不會知道是啥原因導致的返回,所以需要檢查下原因,
* 比如查下執行緒中斷狀態
*/
public static void park() {
UNSAFE.park(false, 0L);
}
2.4 輔助方法
private static void setBlocker(Thread t, Object arg) {
// 就算是volatile,hotspot vm 也不需要在這裡使用讀屏障
// 將當前執行緒的parkBlocker設為arg
UNSAFE.putObject(t, parkBlockerOffset, arg);
}
0x03 使用示例
import java.util.concurrent.locks.LockSupport;
public class LockParkDemo1 {
private static Thread mainThread;
public static void main(String[] args) {
InnerThread it = new LockParkDemo1().new InnerThread();
Thread td = new Thread(it);
mainThread = Thread.currentThread();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " start it");
td.start();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " block");
// LockSupport.park(Thread.currentThread());
LockSupport.park();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " continue");
}
class InnerThread implements Runnable{
@Override
public void run() {
int count = 5;
while(count>0){
System.out.println("count=" + count);
count--;
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" wakup others");
LockSupport.unpark(mainThread);
}
}
}
程式輸出結果如下:
main start it
main block
Thread-0 wakup others
main continue
0x04 LockSupport和wait/notify區別
-
阻塞和喚醒是對於執行緒來說的,
LockSupport
的park
/unpark
更符合這個語義,以“執行緒”作為方法的引數, 語義更清晰,使用起來也更方便; -
而
wait
/notify
的實現使得“執行緒”的阻塞/喚醒對執行緒本身來說是被動的,要準確的控制哪個執行緒、什麼時候阻塞/喚醒很困難, 要不隨機喚醒一個執行緒(notify)要不喚醒所有的(notifyAll)。
ReentrantLock的lock就是利用了LockSupport的相關方法來使執行緒阻塞或者喚醒的。