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教你如何使用Java多线程编程LockSupport工具类

发布时间:2026-01-11

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  • LockSupport类
  • LockSupport.park()
    • 1.调用unpack方法获得许可
    • 2.调用中断interrupts方法获得许可
  • parkNanos(long nanos)
    • park(Object blocker)
      • parkNanos(Object blocker, long nanos)
        • parkUntil(Object blocker, long deadline)

          LockSupport类

          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:

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

          LockSupport都是调用的UNSAFE的方法,我们先看看park方法

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

          运行结果:

          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:

          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!");
              }
          }
          

          运行结果:

          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。

          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);
              }
          
          }
          

          运行结果:

          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

          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);
                  //通过interrupt方法 让park阻塞继续运行
                  thread.interrupt();
              }
          
          }
          

          运行结果:

          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:

          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();
              }
          }
          

          运行结果:

          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:

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

          这里的blocker对象是Thread类中的blocker对象,代码如下:

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

          parkNanos(Object blocker, long nanos)

          源码:

          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:

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

          我们使用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);
          
                  // 不在队列中时先阻塞或无法获取锁定
                  while (waiters.peek() != current ||
                          !locked.compareAndSet(false, true)) {
                      LockSupport.park(this);
                      // 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
                      if (Thread.interrupted()) {
                          wasInterrupted = true;
                      }
                  }
                  waiters.remove();
                  // 退出时重新声明中断状态
                  if (wasInterrupted)          
                  {
                      current.interrupt();
                  }
              }
              public void unlock() {
                  locked.set(false);
                  LockSupport.unpark(waiters.peek());
              }
          }
          

          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

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