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詳談Java多線程編程LockSupport工具類的具體使用

猿友 2021-08-04 14:13:11 瀏覽數(shù) (2530)
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LockSupport類

用于創(chuàng)建鎖和其他同步類的基本線程阻塞原語，此類與使用它的每個線程關(guān)聯(lián)一個許可。如果獲得許可，將立即返回對park的調(diào)用，并在此過程中消耗掉它；否則may會被阻止。調(diào)用unpark可使許可證可用（如果尚不可用）。（不過與信號量不同，許可證不會累積。最多只能有一個。）
方法park和unpark提供了有效的阻塞和解阻塞線程的方法，這些線程不會遇到導(dǎo)致已棄用的方法Thread.suspend和Thread.resume無法用于以下問題：由于許可，在調(diào)用park的一個線程與試圖進行unpark的另一個線程之間的競爭將保留生命力。此外，如果調(diào)用者的線程被中斷并且支持超時版本，則park將返回。 park方法也可能在其他任何時間出于“無理由”返回，因此通常必須在循環(huán)中調(diào)用該循環(huán)，該循環(huán)在返回時會重新檢查條件。從這個意義上說，park是對“繁忙等待”的優(yōu)化，它不會浪費太多的時間，而必須與unpark配對才能生效。
了解了其作用，我們看看相關(guān)API。

LockSupport.park()

park():除非有許可，否則出于線程調(diào)度目的禁用當(dāng)前線程。
如果許可證可用，則將其消耗掉，并立即返回呼叫；否則，將立即返回該呼叫。出于線程調(diào)度的目的，當(dāng)前線程將被禁用，并處于休眠狀態(tài)，直到發(fā)生以下三種情況之一：
1.其他一些線程以當(dāng)前線程為目標(biāo)調(diào)用unpark()方法
2.其他一些線程Threadinterrupt interrupts當(dāng)前線程
3.虛假地調(diào)用返回
源碼：

public static void park() {
    UNSAFE.park(false, 0L);
}

LockSupport都是調(diào)用的UNSAFE的方法，我們先看看park方法

public class LockSupportMain {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("begin park!");
        LockSupport.park();
        System.out.println("end park!");
    }
}

運行結(jié)果：

在這里插入圖片描述

我們調(diào)用了park方法，導(dǎo)致Main線程一直被阻塞，一直沒有結(jié)束，因為默認的情況下，調(diào)用線程是不持有許可證的，我們?nèi)绾谓鉀Q呢？上面提到過三個方式，我們一個一個的驗證。

1.調(diào)用unpack方法獲得許可

unpack():如果給定線程尚不可用，則使它可用。如果線程在park上被阻止，則它將取消阻止。否則，將確保其對park的下一次調(diào)用不會阻塞。如果給定線程尚未啟動，則不能保證此操作完全無效。
源碼：

public static void unpark(Thread thread) {
    if (thread != null)
        UNSAFE.unpark(thread);
}
public class LockSupportMain2 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("begin park!");
        LockSupport.unpark(Thread.currentThread());
        LockSupport.park();
        System.out.println("end park!");
    }
}

運行結(jié)果：

在這里插入圖片描述

可以看出，當(dāng)前的線程main已經(jīng)釋放了，沒有進行阻塞，直接運行完成了。
我們創(chuàng)建一個線程有Main線程進行unpark方法將線程在阻塞的情況下，進行運行。

public class LockSupportMain3 {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("begin start thread name: " + Thread.currentThread().getName() + " park");
                LockSupport.park();
                System.out.println("end start thread name: " + Thread.currentThread().getName() + " park");
            }
        };

        Thread thread = new Thread(runnable);
        thread.start();
        Thread.sleep(2000);
        System.out.println("main thread call unpark");
        LockSupport.unpark(thread);
    }

}

運行結(jié)果：

在這里插入圖片描述

運行結(jié)果可以看出，其他一些線程以當(dāng)前線程為目標(biāo)調(diào)用unpark()方法可以將線程的park導(dǎo)致阻塞的繼續(xù)運行。

2.調(diào)用中斷interrupts方法獲得許可

由于park方法不會告訴你何種原因返回，所以調(diào)用者需要根據(jù)之前調(diào)用park方法的原因，再次檢查條件是否滿足，如果不能滿足，就還需要調(diào)用park方法

public class LockSupportMain4 {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("begin start thread name: " + Thread.currentThread().getName() + " park");
                while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
                    LockSupport.park();
                }
                System.out.println("end start thread name: " + Thread.currentThread().getName() + " park");
            }
        };

        Thread thread = new Thread(runnable);
        thread.start();
        Thread.sleep(2000);
        //通過interrupt方法 讓park阻塞繼續(xù)運行
        thread.interrupt();
    }

}

運行結(jié)果：

在這里插入圖片描述

由運行可以看出，其他一些線程Threadinterrupt interrupts當(dāng)前線程是可以將park阻塞的線程繼續(xù)運行。

parkNanos(long nanos)

parkNanos(long nanos)：除非允許使用許可，否則在指定的等待時間內(nèi)禁用用于線程調(diào)度的當(dāng)前線程。
源碼：

public static void parkNanos(long nanos) {
    if (nanos > 0)
        UNSAFE.park(false, nanos);
}
public class LockSupportMain5 {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("begin start thread name: " + Thread.currentThread().getName() + " park");
                LockSupport.parkNanos(3_000_000_000L);
                System.out.println("end start thread name: " + Thread.currentThread().getName() + " park");
            }
        };
        Thread thread = new Thread(runnable);
        thread.start();
    }
}

運行結(jié)果：

在這里插入圖片描述

三秒之后，阻塞三秒之后繼續(xù)運行。

park(Object blocker)

park(Object blocker)：除非有許可，否則出于線程調(diào)度目的禁用當(dāng)前線程
源碼：

public static void park(Object blocker) {
    Thread t = Thread.currentThread();
    setBlocker(t, blocker);
    UNSAFE.park(false, 0L);
    setBlocker(t, null);
}

這里的blocker對象是Thread類中的blocker對象，代碼如下：

//提供給java.util.concurrent.locks.LockSupport.park的當(dāng)前調(diào)用的參數(shù)。
//由（私有）java.util.concurrent.locks.LockSupport.setBlocker設(shè)置使用
//java.util.concurrent.locks.LockSupport.getBlocker進行訪問
volatile Object parkBlocker;

parkNanos(Object blocker, long nanos)

源碼：

public static void parkNanos(Object blocker, long nanos) {
    if (nanos > 0) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        setBlocker(t, blocker);
        UNSAFE.park(false, nanos);
        setBlocker(t, null);
    }
}

parkUntil(Object blocker, long deadline)

parkUntil(Object blocker, long deadline):除非指定許可，否則禁用當(dāng)前線程以進行線程調(diào)度，直到指定的期限。
源碼：

public static void parkUntil(Object blocker, long deadline) {
    Thread t = Thread.currentThread();
    setBlocker(t, blocker);
    UNSAFE.park(true, deadline);
    setBlocker(t, null);
}

我們使用java API中的例子看看：

public class LockSupportMain6 {
    private final AtomicBoolean locked = new AtomicBoolean(false);
    private final Queue<Thread> waiters
            = new ConcurrentLinkedQueue<Thread>();

    public void lock() {
        boolean wasInterrupted = false;
        Thread current = Thread.currentThread();
        waiters.add(current);

        // 不在隊列中時先阻塞或無法獲取鎖定
        while (waiters.peek() != current ||
                !locked.compareAndSet(false, true)) {
            LockSupport.park(this);
            // 等待時忽略中斷 如果park方法是因為被中斷而返回，則忽略中斷，并且重新設(shè)置中斷標(biāo)記，做個標(biāo)記
            if (Thread.interrupted()) {
                wasInterrupted = true;
            }
        }
        waiters.remove();
        // 退出時重新聲明中斷狀態(tài)
        if (wasInterrupted)          
        {
            current.interrupt();
        }
    }
    public void unlock() {
        locked.set(false);
        LockSupport.unpark(waiters.peek());
    }
}

有blocker的可以傳遞給開發(fā)人員更多的現(xiàn)場信息，可以查看到當(dāng)前線程的阻塞對象，方便定位問題

到此這篇關(guān)于Java多線程編程中的LockSupport工具類具體使用方法的文章就介紹到這了，想要了解更多相關(guān)使用java的LockSupport工具類內(nèi)容，請搜索W3Cschool以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持！


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