Java并发实现线程阻塞原语LockSupport

LockSupport 和 CAS 是Java并发包中很多并发工具控制机制的基础，它们底层其实都是依赖Unsafe实现。LockSupport是用来创建锁和其他同步类的基本线程阻塞原语。

1、LockSupport原理

LockSupport是只有静态方法且构造函数私有，对外给线程提供各种版本的park()和unpark()方法实现阻塞线程和解除线程阻塞。

LockSupport和每个使用它的线程都与一个许可(permit)关联。permit类似信号量，相当于1，0的开关，默认是0，调用一次unpark被置为1，调用一次park会消费permit, 也就是将1变成0，同时park立即返回。再次调用park会变成block（因为permit为0了，会阻塞在这里，直到permit变为1）, 这时调用unpark会把permit置为1。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。

park()和unpark()不会有 “Thread.suspend和Thread.resume所可能引发的死锁” 问题，由于许可的存在，调用 park 的线程和另一个试图将其 unpark 的线程之间的竞争将保持活性。

如果调用线程被中断，则park方法会返回。同时park也拥有可以设置超时时间的版本。

需要特别注意的一点：park 方法还可以在其他任何时间“毫无理由”地返回，因此通常必须在重新检查返回条件的循环里调用此方法。从这个意义上说，park 是“忙碌等待”的一种优化，它不会浪费这么多的时间进行自旋，但是必须将它与 unpark 配对使用才更高效。

2、LockSupport与Object的wait/notify对比

在Java6引入LockSupport以前，线程挂起和唤醒要通过Object的wait和notify/notifyAllfangAll实现，但后者必须要在同步块里调用，且notify必须要在wait之后调用才行否则会导致线程阻塞。

public class TestObjWait {

    public static void main(String[] args)throws Exception {
        final Object obj = new Object();
        Thread A = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                int sum = 0;
                for(int i=0;i<10;i++){
                    sum+=i;
                }
                try {
                    synchronized (obj){
                        obj.wait();
                    }
                }catch (Exception e){
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(sum);
            }
        });
        A.start();
        //睡眠一秒钟，保证线程A已经计算完成，阻塞在wait方法
        Thread.sleep(1000);
        synchronized (obj){
            obj.notify();
        }
    }
}


public class TestObjWait {

    public static void main(String[] args)throws Exception {
        Thread A = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                int sum = 0;
                for(int i=0;i<10;i++){
                    sum+=i;
                }
                LockSupport.park();
                System.out.println(sum);
            }
        });
        A.start();
        //睡眠一秒钟，保证线程A已经计算完成，阻塞在wait方法
        Thread.sleep(1000);
        LockSupport.unpark(A);
    }
}

LockSupport比Object的wait/notify有两大优势：

①LockSupport不需要在同步代码块里。所以线程间也不需要维护一个共享的同步对象了，实现了线程间的解耦。

②unpark函数可以先于park调用，所以不需要担心线程间的执行的先后顺序。

3、LockSupport应用

LockSupport在Java工具类中用的很广泛，如并发锁基础AQS、线程池ThreadPoolExecutor等。

自己动手写把”锁”---LockSupport深入浅出

浅谈Java并发编程系列（八）—— LockSupport原理剖析

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