Java多线程之Park和Unpark原理

一、基本使用

它们是 LockSupport 类中的方法

// 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)

应用: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);
}
14:03:01.438 c.test21: [t1] - start...
14:03:02.444 c.test21: [t1] - park...
14:03:04.399 c.test21: [main] - unpark...
14:03:04.399 c.test21: [t1] - resume...

应用:先upark后park,park不住

package com.concurrent.test4;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.LockSupport;

@Slf4j(topic = "c.test21:")
public class Test26 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            log.debug("start...");
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            log.debug("park...");
            LockSupport.park();
            log.debug("resume...");
        },"t1");
        t1.start();
        log.debug("unpark...");
        LockSupport.unpark(t1);
    }

}
14:03:35.565 c.test21: [t1] - start...
14:03:35.565 c.test21: [main] - unpark...
14:03:36.572 c.test21: [t1] - park...
14:03:36.572 c.test21: [t1] - resume...

二、特点

与 Object 的 wait & notify 相比

  • wait,notify 和 notifyAll 必须配合 Object Monitor 一起使用,而 park,unpark 不必
  • 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,就不那么【精确】
  • park & unpark 可以先 unpark,而 wait & notify 不能先 notify

三、park unpark 原理

每个线程都有自己的一个 Parker 对象,由三部分组成 _counter , _cond 和 _mutex . 打个比喻线程就像一个旅人,Parker 就像他随身携带的背包,条件变量就好比背包中的帐篷。_counter 就好比背包中的备用干粮(0 为耗尽,1 为充足)调用 park 就是要看需不需要停下来歇息,如果备用干粮耗尽,那么钻进帐篷歇息. 如果备用干粮充足,那么不需停留,继续前进调用 unpark,就好比令干粮充足.如果这时线程还在帐篷,就唤醒让他继续前进,如果这时线程还在运行,那么下次他调用 park 时,仅是消耗掉备用干粮,不需停留继续前进,因为背包空间有限,多次调用 unpark 仅会补充一份备用干粮

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  • 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

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  • 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

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  • 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

四、park/unpark 原理总结

park 操作

1.获取当前线程关联的 Parker 对象。

2.将计数器置为 0,同时检查计数器的原值是否为 1,如果是则放弃后续操作。

3.在互斥量上加锁。

4.在条件变量上阻塞,同时释放锁并等待被其他线程唤醒,当被唤醒后,将重新获取锁。

5.当线程恢复至运行状态后,将计数器的值再次置为 0。释放锁。

unpark 操作:

6.获取目标线程关联的 Parker 对象(注意目标线程不是当前线程)。

7.在互斥量上加锁。

8.将计数器置为 1。

9.唤醒在条件变量上等待着的线程。

10.释放锁。

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