教你如何使用Java多线程编程LockSupport工具类

2025-05-29 0 84

LockSupport

用于创建锁和其他同步类的基本线程阻塞原语,此类与使用它的每个线程关联一个许可。如果获得许可,将立即返回对park的调用,并在此过程中消耗掉它;否则may会被阻止。调用unpark可使许可证可用(如果尚不可用)。(不过与信号量不同,许可证不会累积。最多只能有一个。)
方法park和unpark提供了有效的阻塞和解阻塞线程的方法,这些线程不会遇到导致已弃用的方法Thread.suspend和Thread.resume无法用于以下问题:由于许可,在调用park的一个线程与试图进行unpark的另一个线程之间的竞争将保留生命力。此外,如果调用者的线程被中断并且支持超时版本,则park将返回。 park方法也可能在其他任何时间出于“无理由”返回,因此通常必须在循环中调用该循环,该循环在返回时会重新检查条件。从这个意义上说,park是对“繁忙等待”的优化,它不会浪费太多的时间,而必须与unpark配对才能生效。
了解了其作用,我们看看相关API。

LockSupport.park()

park():除非有许可,否则出于线程调度目的禁用当前线程。
如果许可证可用,则将其消耗掉,并立即返回呼叫;否则,将立即返回该呼叫。出于线程调度的目的,当前线程将被禁用,并处于休眠状态,直到发生以下三种情况之一:
1.其他一些线程以当前线程为目标调用unpark()方法
2.其他一些线程Threadinterrupt interrupts当前线程
3.虚假地调用返回
源码:

  1. public static void park() {
  2. UNSAFE.park(false, 0L);
  3. }

LockSupport都是调用的UNSAFE的方法,我们先看看park方法

  1. public class LockSupportMain {
  2. public static void main(String[] args) {
  3. System.out.println("begin park!");
  4. LockSupport.park();
  5. System.out.println("end park!");
  6. }
  7. }

运行结果:

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我们调用了park方法,导致Main线程一直被阻塞,一直没有结束,因为默认的情况下,调用线程是不持有许可证的,我们如何解决呢?上面提到过三个方式,我们一个一个的验证。

1.调用unpack方法获得许可

unpack():如果给定线程尚不可用,则使它可用。如果线程在park上被阻止,则它将取消阻止。否则,将确保其对park的下一次调用不会阻塞。如果给定线程尚未启动,则不能保证此操作完全无效。
源码:

  1. public static void unpark(Thread thread) {
  2. if (thread != null)
  3. UNSAFE.unpark(thread);
  4. }
  1. public class LockSupportMain2 {
  2. public static void main(String[] args) {
  3. System.out.println("begin park!");
  4. LockSupport.unpark(Thread.currentThread());
  5. LockSupport.park();
  6. System.out.println("end park!");
  7. }
  8. }

运行结果:

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可以看出,当前的线程main已经释放了,没有进行阻塞,直接运行完成了。
我们创建一个线程有Main线程进行unpark方法将线程在阻塞的情况下,进行运行。

  1. public class LockSupportMain3 {
  2. public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
  3. Runnable runnable = new Runnable() {
  4. @Override
  5. public void run() {
  6. System.out.println("begin start thread name: " + Thread.currentThread().getName() + " park");
  7. LockSupport.park();
  8. System.out.println("end start thread name: " + Thread.currentThread().getName() + " park");
  9. }
  10. };
  11. Thread thread = new Thread(runnable);
  12. thread.start();
  13. Thread.sleep(2000);
  14. System.out.println("main thread call unpark");
  15. LockSupport.unpark(thread);
  16. }
  17. }

运行结果:

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运行结果可以看出,其他一些线程以当前线程为目标调用unpark()方法可以将线程的park导致阻塞的继续运行。

2.调用中断interrupts方法获得许可

由于park方法不会告诉你何种原因返回,所以调用者需要根据之前调用park方法的原因,再次检查条件是否满足,如果不能满足,就还需要调用park方法

  1. public class LockSupportMain4 {
  2. public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
  3. Runnable runnable = new Runnable() {
  4. @Override
  5. public void run() {
  6. System.out.println("begin start thread name: " + Thread.currentThread().getName() + " park");
  7. while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
  8. LockSupport.park();
  9. }
  10. System.out.println("end start thread name: " + Thread.currentThread().getName() + " park");
  11. }
  12. };
  13. Thread thread = new Thread(runnable);
  14. thread.start();
  15. Thread.sleep(2000);
  16. //通过interrupt方法 让park阻塞继续运行
  17. thread.interrupt();
  18. }
  19. }

运行结果:

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由运行可以看出,其他一些线程Threadinterrupt interrupts当前线程是可以将park阻塞的线程继续运行。

parkNanos(long nanos)

parkNanos(long nanos):除非允许使用许可,否则在指定的等待时间内禁用用于线程调度的当前线程。
源码:

  1. public static void parkNanos(long nanos) {
  2. if (nanos > 0)
  3. UNSAFE.park(false, nanos);
  4. }
  1. public class LockSupportMain5 {
  2. public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
  3. Runnable runnable = new Runnable() {
  4. @Override
  5. public void run() {
  6. System.out.println("begin start thread name: " + Thread.currentThread().getName() + " park");
  7. LockSupport.parkNanos(3_000_000_000L);
  8. System.out.println("end start thread name: " + Thread.currentThread().getName() + " park");
  9. }
  10. };
  11. Thread thread = new Thread(runnable);
  12. thread.start();
  13. }
  14. }

运行结果:

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三秒之后,阻塞三秒之后继续运行。

park(Object blocker)

park(Object blocker):除非有许可,否则出于线程调度目的禁用当前线程
源码:

  1. public static void park(Object blocker) {
  2. Thread t = Thread.currentThread();
  3. setBlocker(t, blocker);
  4. UNSAFE.park(false, 0L);
  5. setBlocker(t, null);
  6. }

这里的blocker对象是Thread类中的blocker对象,代码如下:

  1. //提供给java.util.concurrent.locks.LockSupport.park的当前调用的参数。
  2. //由(私有)java.util.concurrent.locks.LockSupport.setBlocker设置使用
  3. //java.util.concurrent.locks.LockSupport.getBlocker进行访问
  4. volatile Object parkBlocker;

parkNanos(Object blocker, long nanos)

源码:

  1. public static void parkNanos(Object blocker, long nanos) {
  2. if (nanos > 0) {
  3. Thread t = Thread.currentThread();
  4. setBlocker(t, blocker);
  5. UNSAFE.park(false, nanos);
  6. setBlocker(t, null);
  7. }
  8. }

parkUntil(Object blocker, long deadline)

parkUntil(Object blocker, long deadline):除非指定许可,否则禁用当前线程以进行线程调度,直到指定的期限。
源码:

  1. public static void parkUntil(Object blocker, long deadline) {
  2. Thread t = Thread.currentThread();
  3. setBlocker(t, blocker);
  4. UNSAFE.park(true, deadline);
  5. setBlocker(t, null);
  6. }

我们使用java API中的例子看看:

  1. public class LockSupportMain6 {
  2. private final AtomicBoolean locked = new AtomicBoolean(false);
  3. private final Queue<Thread> waiters
  4. = new ConcurrentLinkedQueue<Thread>();
  5. public void lock() {
  6. boolean wasInterrupted = false;
  7. Thread current = Thread.currentThread();
  8. waiters.add(current);
  9. // 不在队列中时先阻塞或无法获取锁定
  10. while (waiters.peek() != current ||
  11. !locked.compareAndSet(false, true)) {
  12. LockSupport.park(this);
  13. // 等待时忽略中断 如果park方法是因为被中断而返回,则忽略中断,并且重新设置中断标记,做个标记
  14. if (Thread.interrupted()) {
  15. wasInterrupted = true;
  16. }
  17. }
  18. waiters.remove();
  19. // 退出时重新声明中断状态
  20. if (wasInterrupted)
  21. {
  22. current.interrupt();
  23. }
  24. }
  25. public void unlock() {
  26. locked.set(false);
  27. LockSupport.unpark(waiters.peek());
  28. }
  29. }

有blocker的可以传递给开发人员更多的现场信息,可以查看到当前线程的阻塞对象,方便定位问题

到此这篇关于教你如何使用Java多线程编程-LockSupport工具类的文章就介绍到这了,更多相关使用java的LockSupport工具类内容请搜索快网idc以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持快网idc!

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