內(nèi)容大綱

LockSupport基本概念

LockSupport是線程工具類，主要作用是阻塞和喚醒線程，底層實(shí)現(xiàn)依賴Unsafe，同時(shí)它還是鎖和其他同步類實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，LockSupport提供兩類靜態(tài)函數(shù)分別是park和unpark，即阻塞與喚醒線程，下面是兩段代碼示例

示例-1

public static void main(String[] agrs) throws InterruptedException {
        Thread th = new Thread(() -> {
            //阻塞當(dāng)前線程
            LockSupport.park();
            System.out.println("子線程執(zhí)行---------");
        });
        th.start();
        //睡眠2秒
        Thread.sleep(2000);
        System.out.println("主線程執(zhí)行---------");
        //喚醒線程
        LockSupport.unpark(th);
    }
}


輸出結(jié)果：
主線程執(zhí)行---------
子線程執(zhí)行---------

上述示例中，子線程th調(diào)用LockSupport.park()阻塞，主線程睡眠2秒后，執(zhí)行LockSupport.unpark(th)喚醒th線程，先阻塞后喚醒非常好理解，接下來讀者們?cè)倏聪旅娴氖纠?/section>

示例-2

public static void main(String[] agrs) throws InterruptedException {
        Thread th = new Thread(() -> {
            //喚醒當(dāng)前線程
            LockSupport.unpark(Thread.currentThread());
            //阻塞當(dāng)前線程
            LockSupport.park();
            System.out.println("子線程執(zhí)行---------");
        });
        th.start();
        //睡眠2秒
        Thread.sleep(2000);
        System.out.println("主線程執(zhí)行---------");
}



輸出結(jié)果：
子線程執(zhí)行---------
主線程執(zhí)行---------

嗯？先喚醒th線程，再阻塞th線程，最終th線程沒有被阻塞，這是為什么？下面LockSupport的設(shè)計(jì)思路會(huì)為讀者們解開疑惑，并更進(jìn)一步明確是park和unpark的語義（從廣義上來說park和unpark代表阻塞和喚醒）。

設(shè)計(jì)思路

LockSupport的設(shè)計(jì)思路是通過許可證來實(shí)現(xiàn)的，就像汽車上高速公路，入口處要獲取通行卡，出口處要交出通行卡，如果沒有通行卡你就無法出站，當(dāng)然你可以選擇補(bǔ)一張通行卡。

LockSupport會(huì)為使用它的線程關(guān)聯(lián)一個(gè)許可證（permit）狀態(tài)，permit的語義「是否擁有許可」，0代表否，1代表是，默認(rèn)是0。

LockSupport.unpark：指定線程關(guān)聯(lián)的permit直接更新為1，如果更新前的permit<1，喚醒指定線程
LockSupport.park：當(dāng)前線程關(guān)聯(lián)的permit如果>0，直接把permit更新為0，否則阻塞當(dāng)前線程

線程A執(zhí)行LockSupport.park，發(fā)現(xiàn)permit為0，未持有許可證，阻塞線程A
線程B執(zhí)行LockSupport.unpark（入?yún)⒕€程A），為A線程設(shè)置許可證，permit更新為1，喚醒線程A
線程B流程結(jié)束
線程A被喚醒，發(fā)現(xiàn)permit為1，消費(fèi)許可證，permit更新為0
線程A執(zhí)行臨界區(qū)
線程A流程結(jié)束

經(jīng)過上面的分析得出結(jié)論unpark的語義明確為「使線程持有許可證」，park的語義明確為「消費(fèi)線程持有的許可」，所以unpark與park的執(zhí)行順序沒有強(qiáng)制要求，只要控制好使用的線程即可，unpark=>park執(zhí)行流程如下

permit默認(rèn)是0，線程A執(zhí)行LockSupport.unpark，permit更新為1，線程A持有許可證
線程A執(zhí)行LockSupport.park，此時(shí)permit是1，消費(fèi)許可證，permit更新為0
執(zhí)行臨界區(qū)
流程結(jié)束

最后再補(bǔ)充下park注意點(diǎn)，因park阻塞的線程不僅僅會(huì)被unpark喚醒，還可能會(huì)被線程中斷（Thread.interrupt）喚醒，而且不會(huì)拋出InterruptedException異常，所以建議在park后自行判斷線程中斷狀態(tài)，來做對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)處理。

優(yōu)點(diǎn)

為什么推薦使用LockSupport來做線程的阻塞與喚醒（線程間協(xié)同工作），因?yàn)樗邆淙缦聝?yōu)點(diǎn)

以線程為操作對(duì)象更符合阻塞線程的直觀語義
操作更精準(zhǔn)，可以準(zhǔn)確地喚醒某一個(gè)線程（notify隨機(jī)喚醒一個(gè)線程，notifyAll喚醒所有等待的線程）
無需競爭鎖對(duì)象（以線程作為操作對(duì)象），不會(huì)因競爭鎖對(duì)象產(chǎn)生死鎖問題
unpark與park沒有嚴(yán)格的執(zhí)行順序，不會(huì)因執(zhí)行順序引起死鎖問題，比如「Thread.suspend和Thread.resume」沒按照嚴(yán)格順序執(zhí)行，就會(huì)產(chǎn)生死鎖

另外LockSupport還提供了park的重載函數(shù)，提升靈活性

void parkNanos(long nanos)：增加了超時(shí)機(jī)制
void parkUntil(long deadline)：加入超時(shí)機(jī)制（指定到某個(gè)時(shí)間點(diǎn)，1970年到指定時(shí)間點(diǎn)的毫秒數(shù)）
void park(Object blocker)：設(shè)置blocker對(duì)象，當(dāng)線程沒有許可證被阻塞時(shí)，該對(duì)象會(huì)被記錄到該線程的內(nèi)部，方便后續(xù)使用診斷工具進(jìn)行問題排查
void parkNanos(Object blocker, long nanos)：設(shè)置blocker對(duì)象，加入超時(shí)機(jī)制
void parkUntil(Object blocker, long deadline)：設(shè)置blocker對(duì)象，加入超時(shí)機(jī)制（指定到某個(gè)時(shí)間點(diǎn)，1970年到指定時(shí)間點(diǎn)的毫秒數(shù)）

建議使用時(shí)，傳入blocker對(duì)象，至于超時(shí)根據(jù)業(yè)務(wù)場景選擇

實(shí)踐

使用LockSupport來完成一道阿里經(jīng)典的多線程協(xié)同工作面試題。

有3個(gè)獨(dú)立的線程，一個(gè)只會(huì)輸出A，一個(gè)只會(huì)輸出B，一個(gè)只會(huì)輸出C，在三個(gè)線程啟動(dòng)的情況下，請(qǐng)用合理的方式讓他們按順序打印ABCABC。

思路如下

準(zhǔn)備3個(gè)線程，分別固定打印A、B、C
線程輸出完A、B、C后需要阻塞等待喚醒
額外準(zhǔn)備第4個(gè)線程，作為另外3個(gè)線程的調(diào)度器，有序的控制3個(gè)線程執(zhí)行

是不是很簡單，下面通過代碼來實(shí)踐

public static void main(String[] agrs) throws InterruptedException {

        LockSupportMain lockSupportMain = new LockSupportMain();
        
        //定義線程t1、t2、t3執(zhí)行的函數(shù)方法
        Consumer<String> consumer = str -> {
            while (true) {
                //線程消費(fèi)許可證，并傳入blocker，方便后續(xù)排查問題
                LockSupport.park(lockSupportMain);
                //防止線程是因中斷操作喚醒
                if (Thread.currentThread().isInterrupted()){
                    throw new RuntimeException("線程被中斷，異常結(jié)束");
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + str);
            }
        };
        
        /**
         * 定義分別輸出A、B、C的線程
         */
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            consumer.accept("A");
        },"T1");
        Thread t2 = new Thread(() -> {
            consumer.accept("B");
        },"T2");
        Thread t3 = new Thread(() -> {
            consumer.accept("C");
        },"T3");

        
        /**
         * 定義調(diào)度線程
         */
        Thread dispatch = new Thread(() -> {
            int i=0;
            try {
                while (true) {
                    if((i%3)==0) {
                        //線程t1設(shè)置許可證，并喚醒線程t1
                        LockSupport.unpark(t1);
                    }else if((i%3)==1) {
                        //線程t2設(shè)置許可證，并喚醒線程t2
                        LockSupport.unpark(t2);
                    }else {
                        //線程t3設(shè)置許可證，并喚醒線程t3
                        LockSupport.unpark(t3);
                    }
                    i++;
                    TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(500);
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });

        //啟動(dòng)相關(guān)線程
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
        dispatch.start();
        
}


輸出內(nèi)容：
T1:A
T2:B
T3:C
T1:A
T2:B
T3:C
T1:A
T2:B
T3:C