LockSupport是JDK中比较底层的类，用来创建锁和其他同步工具类的基本线程阻塞原语。 Java锁和同步器框架的核心AQS:AbstractQueuedSynchronizer，就是通过调用LockSupport.park()和LockSupport.unpark()实现线程的阻塞和唤醒的。LockSupport很类似于二元信号量(只有1个许可证可供使用)，如果这个许可还没有被占用，当前线程获取许可并继续执行；如果许可已经被占用，当前线程阻塞，等待获取许可。 LockSupport中的park() 和 unpark() 的作用分别是阻塞线程和解除阻塞线程，而且park()和unpark()不会遇到“Thread.suspend 和 Thread.resume所可能引发的死锁”问题。因为park() 和 unpark()有许可的存在；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。

1.1、LockSupport函数列表

public class LockSupport {
// 返回提供给最近一次尚未解除阻塞的 park 方法调用的 blocker 对象，如果该调用不受阻塞，则返回 null。
static Object getBlocker(Thread t);
// 为了线程调度，禁用当前线程，除非许可可用。
static void park();
// 为了线程调度，在许可可用之前禁用当前线程。
static void park(Object blocker);
// 为了线程调度禁用当前线程，最多等待指定的等待时间，除非许可可用。
static void parkNanos(long nanos);
// 为了线程调度，在许可可用前禁用当前线程，并最多等待指定的等待时间。
static void parkNanos(Object blocker, long nanos);
// 为了线程调度，在指定的时限前禁用当前线程，除非许可可用。
static void parkUntil(long deadline);
// 为了线程调度，在指定的时限前禁用当前线程，除非许可可用。
static void parkUntil(Object blocker, long deadline);
// 如果给定线程的许可尚不可用，则使其可用。
static void unpark(Thread thread);
}

说明：LockSupport是通过调用Unsafe函数中的接口实现阻塞和解除阻塞的。

1.2、基本使用

// 暂停当前线程
LockSupport.park();
// 恢复某个线程的运行
LockSupport.unpark(暂停线程对象)

先 park 再 unpark

Thread t1 = new Thread(() -> {
log.debug("start...");
sleep(1);
log.debug("park...");
LockSupport.park();
log.debug("resume...");
},"t1");
t1.start();
sleep(2);
log.debug("unpark...");
LockSupport.unpark(t1);

输出：

18:42:52.585 c.TestParkUnpark [t1] - start...
18:42:53.589 c.TestParkUnpark [t1] - park...
18:42:54.583 c.TestParkUnpark [main] - unpark...
18:42:54.583 c.TestParkUnpark [t1] - resume...

先 unpark 再 park

Thread t1 = new Thread(() -> {
log.debug("start...");
sleep(2);
log.debug("park...");
LockSupport.park();
log.debug("resume...");
}, "t1");
t1.start();
sleep(1);
log.debug("unpark...");
LockSupport.unpark(t1);

输出：

18:43:50.765 c.TestParkUnpark [t1] - start...
18:43:51.764 c.TestParkUnpark [main] - unpark...
18:43:52.769 c.TestParkUnpark [t1] - park...
18:43:52.769 c.TestParkUnpark [t1] - resume...

1.3、特点

在调用对象的Wait之前当前线程必须先获得该对象的监视器(Synchronized)，被唤醒之后需要重新获取到监视器才能继续执行。而LockSupport并不需要获取对象的监视器。

与 Object 的 wait & notify 相比

1、wait，notify 和 notifyAll 必须配合 Object Monitor 一起使用，而 park，unpark 不必。
2、park & unpark 是以线程为单位来【阻塞】和【唤醒】线程，而 notify 只能随机唤醒一个等待线程，notifyAll是唤醒所有等待线程，但不那么【精确】。
3、park & unpark 可以先 unpark，而 wait & notify 不能先 notify。

因为它们本身的实现机制不一样，所以它们之间没有交集，也就是说LockSupport阻塞的线程，notify/notifyAll没法唤醒。虽然两者用法不同，但是有一点， LockSupport 的park和Object的wait一样也能响应中断。

public class LockSupportTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread t = new Thread(() -> {
LockSupport.park();
System.out.println("thread:"+Thread.currentThread().getName()+"awake");
},"t1");
t.start();
Thread.sleep(2000);
//中断
t.interrupt();
}
}

二、LockSupport park & unpark原理

每个线程都会关联一个 Parker 对象，每个 Parker 对象都各自维护了三个角色：_counter(计数器)、 _mutex(互斥量)、_cond(条件变量)。

2.1、情况一，先调用park，再调用unpark

park 操作

当前线程调用 Unsafe.park() 方法
检查 _counter ，本情况为 0，这时，获得 _mutex 互斥锁
线程进入 _cond 条件变量阻塞
设置 _counter = 0 unpark 操作

调用 Unsafe.unpark(Thread_0) 方法，设置 _counter 为 1
唤醒 _cond 条件变量中的 Thread_0
Thread_0 恢复运行
设置 _counter 为 0 2.2、情况二，先调用unpark，再调用park

调用 Unsafe.unpark(Thread_0) 方法，设置 _counter 为 1
当前线程调用 Unsafe.park() 方法
检查 _counter ，本情况为 1，这时线程无需阻塞，继续运行
设置 _counter 为 0 三、LockSupport Java源码解析 3.1 变量说明
1. public class LockSupport {
2. // Hotspot implementation via intrinsics API
3. //unsafe常量，设置为使用Unsafe.compareAndSwapInt进行更新
4. //UNSAFE字段表示sun.misc.Unsafe类，一般程序中不允许直接调用
5. private static final sun.misc.Unsafe UNSAFE;
6. //表示parkBlocker在内存地址的偏移量
7. private static final long parkBlockerOffset;
8. //表示threadLocalRandomSeed在内存地址的偏移量，此变量的作用暂时还不了解
9. private static final long SEED;
10. //表示threadLocalRandomProbe在内存地址的偏移量，此变量的作用暂时还不了解
11. private static final long PROBE;
12. //表示threadLocalRandomSecondarySeed在内存地址的偏移量
13. // 作用是可以通过nextSecondarySeed()方法来获取随机数
14. private static final long SECONDARY;
15. }
变量是如何获取其实例对象的？
1. public class LockSupport {
2. static {
3. try {
4. //实例化unsafe对象
5. UNSAFE = sun.misc.Unsafe.getUnsafe();
6. Class<?> tk = Thread.class;
7. //利用unsafe对象来获取parkBlocker在内存地址的偏移量
8. parkBlockerOffset = UNSAFE.objectFieldOffset(tk.getDeclaredField("parkBlocker"));
9. //利用unsafe对象来获取threadLocalRandomSeed在内存地址的偏移量
10. SEED = UNSAFE.objectFieldOffset(tk.getDeclaredField("threadLocalRandomSeed"));
11. //利用unsafe对象来获取threadLocalRandomProbe在内存地址的偏移量
12. PROBE = UNSAFE.objectFieldOffset(tk.getDeclaredField("threadLocalRandomProbe"));
13. //利用unsafe对象来获取threadLocalRandomSecondarySeed在内存地址的偏移量
14. SECONDARY = UNSAFE.objectFieldOffset(tk.getDeclaredField("threadLocalRandomSecondarySeed"));
15. } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
16. }
17. }
由上面代码可知这些变量是通过static代码块在类加载的时候就通过unsafe对象获取其在内存地址的偏移量了。 3.2 构造方法
1. public class LockSupport {
2. //LockSupport只有一个私有构造函数，无法被实例化。
3. private LockSupport() {} // Cannot be instantiated.
4. }
3.3 两个特殊的方法
1. public class LockSupport {
2. //设置线程t的parkBlocker字段的值为arg
3. private static void setBlocker(Thread t, Object arg) {
4. // Even though volatile, hotspot doesn't need a write barrier here.
5. //尽管hotspot易变，但在这里并不需要写屏障。
6. UNSAFE.putObject(t, parkBlockerOffset, arg);
7. }
8. //获取当前线程的Blocker值
9. public static Object getBlocker(Thread t) {
10. //若当前线程为空就抛出异常
11. if (t == null)
12. throw new NullPointerException();
13. //利用unsafe对象获取当前线程的Blocker值
14. return UNSAFE.getObjectVolatile(t, parkBlockerOffset);
15. }
16. }
3.4 常用方法 1、unpark(Thread thread)方法
1. public class LockSupport {
2. //释放该线程的阻塞状态，即类似释放锁，只不过这里是将许可设置为1
3. public static void unpark(Thread thread) {
4. //判断线程是否为空
5. if (thread != null)
6. //释放该线程许可
7. UNSAFE.unpark(thread);
8. }
9. }
2、park(Object blocker)方法和 park()方法
1. public class LockSupport {
2. //阻塞当前线程，并且将当前线程的parkBlocker字段设置为blocker
3. public static void park(Object blocker) {
4. //获取当前线程
5. Thread t = Thread.currentThread();
6. //将当前线程的parkBlocker字段设置为blocker
7. setBlocker(t, blocker);
8. //阻塞当前线程，第一个参数表示isAbsolute，是否为绝对时间，第二个参数就是代表时间
9. UNSAFE.park(false, 0L);
10. //重新可运行后再此设置Blocker
11. setBlocker(t, null);
12. }
13. //无限阻塞线程，直到有其他线程调用unpark方法
14. public static void park() {
15. UNSAFE.park(false, 0L);
16. }
17. }
说明：

调用park函数时，首先获取当前线程，然后设置当前线程的parkBlocker字段，即调用setBlocker函数，之后调用Unsafe类的park函数，之后再调用setBlocker函数。 park(Object blocker)函数中要调用两次setBlocker函数
1、调用park函数时，当前线程首先设置好parkBlocker字段，然后再调用 Unsafe的park函数，此时，当前线程就已经阻塞了，等待该线程的unpark函数被调用，所以后面的一个 setBlocker函数无法运行，unpark函数被调用，该线程获得许可后，就可以继续运行了，也就运行第二个 setBlocker，把该线程的parkBlocker字段设置为null，这样就完成了整个park函数的逻辑。
2、如果没有第二个 setBlocker，那么之后没有调用park(Object blocker)，而直接调用getBlocker函数，得到的还是前一个 park(Object blocker)设置的blocker，显然是不符合逻辑的。总之，必须要保证在park(Object blocker)整个函数执行完后，该线程的parkBlocker字段又恢复为null。

所以，park(Object)型函数里必须要调用setBlocker函数两次。

3、`parkNanos(Object blocker, long nanos)`方法和 `parkNanos(long nanos)`方法

public class LockSupport {
//阻塞当前线程nanos秒
public static void parkNanos(Object blocker, long nanos) {
//先判断nanos是否大于0，小于等于0都代表无限等待
if (nanos > 0) {
//获取当前线程
Thread t = Thread.currentThread();
//将当前线程的parkBlocker字段设置为blocker
setBlocker(t, blocker);
//阻塞当前线程现对时间的nanos秒
UNSAFE.park(false, nanos);
//将当前线程的parkBlocker字段设置为null
setBlocker(t, null);
}
}
//阻塞当前线程nanos秒，现对时间
public static void parkNanos(long nanos) {
if (nanos > 0)
UNSAFE.park(false, nanos);
}
}

4、`parkUntil(Object blocker, long deadline)`方法和 `parkUntil(long deadline)`方法

public class LockSupport {
//将当前线程阻塞绝对时间的deadline秒，并且将当前线程的parkBlockerOffset设置为blocker
public static void parkUntil(Object blocker, long deadline) {
//获取当前线程
Thread t = Thread.currentThread();
//设置当前线程parkBlocker字段设置为blocker
setBlocker(t, blocker);
//阻塞当前线程绝对时间的deadline秒
UNSAFE.park(true, deadline);
//当前线程parkBlocker字段设置为null
setBlocker(t, null);
}
//将当前线程阻塞绝对时间的deadline秒
public static void parkUntil(long deadline) {
UNSAFE.park(true, deadline);
}
}

总结：

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。很多锁的类都是基于LockSupport的park和unpark来实现的，所以了解LockSupport类是非常重要的。

如果小假的内容对你有帮助，请点赞，评论，收藏。创作不易，大家的支持就是我坚持下去的动力！

原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。

如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

后端

原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。

如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

后端