LockSupport源码分析
简介
Basic thread blocking primitives for creating locks and other synchronization classes. -- Java Doc
LockSupport是用来创建锁和其它同步类的基本线程阻塞原语。底层依赖Unsafe实现，我们可以在其它的并发同步工具类的实现中看到该类的使用。LockSupport提供了park()和unpark()方法来分别实现阻塞线程和唤醒线程，每个使用LockSupport的线程都有一个permit，该值默认为0，取值0,1。
unpark()：如果permit当前值为0，将其自增1。park()：如果当前permit为1，将其自减1并立即返回，如果为0，直接阻塞。
这两个方法不会有Thread.suspend
和Thread.resume所可能引发的死锁问题，因为permit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。
如果调用线程被中断，那么park将会返回。park方法可能在任何时间no
reason地返回，因此通常在重新检查返回条件地循环里调用此方法。在某种意义上，park是busy
wait（忙则等待）的一种优化，减少了自旋对性能的消耗。当时必须与unpark配合使用才会更加高效。
park还提供了支持blocker参数的方法，blocker对象在线程受阻塞时被记录，用于允许监视和诊断工具确定线程被阻塞的原因。提供了getBlocker(Thread t)来访问blocker。
下面是Java Docs中的示例用法：一个先进先出非重入锁类的基本框架：
class FIFOMutex {
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);
// Block while not first in queue or cannot acquire lock
while (waiters.peek() != current ||
!locked.compareAndSet(false, true)) {
LockSupport.park(this);
if (Thread.interrupted()) // ignore interrupts while waiting
wasInterrupted = true;
}
waiters.remove();
if (wasInterrupted) // reassert interrupt status on exit
current.interrupt();
}
public void unlock() {
locked.set(false);
LockSupport.unpark(waiters.peek());
}
}}源码解读
成员变量
- UNSAFE：用于进行内存级别操作的工具类。
- parkBlockerOffset：存储
Thread.parkBlocker的内存偏移地址，记录线程被谁阻塞的。用于线程监控和分析工具用来定位原因的。可以通过getBlocker获取到阻塞的对象。 - SEED：存储
Thread.threadLocalRandomSeed的内存偏移地址 - PROBE：存储
Thread.threadLocalRandomProbe的内存偏移地址 - SECONDARY：存储
Thread.threadLocalRandomSecondarySeed的内存偏移地址
private static final sun.misc.Unsafe UNSAFE;
private static final long parkBlockerOffset;
private static final long SEED;
private static final long PROBE;
private static final long SECONDARY;构造方法
不允许实例化，只能通过调用静态方法来完成操作。
private LockSupport() {} // Cannot be instantiated.静态代码块
通过反射机制获取Thread类的parkBlocker字段，然后通过UNSAFE.objectFieldOffset获取到parkBlocker在内存的偏移量。
Q：为什么不通过get/set方式获取某个字段？
A：parkBlocker在线程处于阻塞状态下才会被赋值，此时直接调用线程内的方法，线程不会作出回应的。
static {
try {
//获取unsafe实例
UNSAFE = sun.misc.Unsafe.getUnsafe();
Class<?> tk = Thread.class;
parkBlockerOffset = UNSAFE.objectFieldOffset
(tk.getDeclaredField("parkBlocker"));
SEED = UNSAFE.objectFieldOffset
(tk.getDeclaredField("threadLocalRandomSeed"));
PROBE = UNSAFE.objectFieldOffset
(tk.getDeclaredField("threadLocalRandomProbe"));
SECONDARY = UNSAFE.objectFieldOffset
(tk.getDeclaredField("threadLocalRandomSecondarySeed"));
} catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
}setBlocker
对给定的线程t的parkBlocker赋值。
private static void setBlocker(Thread t, Object arg) {
// Even though volatile, hotspot doesn't need a write barrier here.
UNSAFE.putObject(t, parkBlockerOffset, arg);
}getBlocker
返回线程t的parkBlocker对象。
public static Object getBlocker(Thread t) {
if (t == null)
throw new NullPointerException();
return UNSAFE.getObjectVolatile(t, parkBlockerOffset);
}park
park方法阻塞线程，发生以下情况时，当前线程会继续执行：
- 其它线程调用
unpark方法唤醒该线程 - 其它线程中断当前线程
- no reason地返回
该方法有两个重载版本。
Q：为什么调用两次setBlocker方法？
A：调用park方法时，当前线程首先设置好parkBlocker字段，然后调用UNSAFE.park方法，此时，当前线程阻塞，第二个setBlocker无法执行，过了一段时间，该线程的unpark方法被调用，该线程拿到permit后执行，将该线程的blocker字段置空。
public static void park(Object blocker) {
Thread t = Thread.currentThread();
setBlocker(t, blocker);
UNSAFE.park(false, 0L);
setBlocker(t, null);
}
public static void park() {
UNSAFE.park(false, 0L);
}parkNanos
阻塞当前线程，最长不超过nanos纳秒
public static void parkNanos(long nanos) {
if (nanos > 0)
UNSAFE.park(false, nanos);
}
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
该方法表示在限定的时间内将阻塞。
public static void parkUntil(long deadline) {
UNSAFE.park(true, deadline);
}unpark
如果给定线程的permit不可用，则将其置为可用，如果该线程阻塞，则将它解除阻塞状态。否则，保证下一次调用park不会受阻塞。如果给定线程尚未启动，则无法保证该操作有任何效果。
public static void unpark(Thread thread) {
if (thread != null)
UNSAFE.unpark(thread);
}