【JUC】LockSupport线程等待唤醒

文章目录

LockSupport
- 线程等待唤醒机制
- - 三种让线程等待和唤醒的方法
  - Object类中的wait和notify方法实现线程等待和唤醒
  - Condition接口中的await和signal方法实现线程的等待和唤醒
  - 上述两种方法使用限制条件
  - LockSupport类中的park等待和unpark唤醒
  - - LockSupport 是什么
    - 主要方法
    - 代码测试
- 面试题
- - 为什么LockSupport可以突破wait/notify的原有调用顺序？
  - 为什么唤醒两次后阻塞两次，但最终结果还会阻塞线程？
文章说明

LockSupport

线程等待唤醒机制

三种让线程等待和唤醒的方法

方式一：使用Object中的wait()方法让线程等待，使用Object中的notify()方法唤醒线程
方式二：使用JUC包中的Condition的await()方法让线程等待，使用signal()方法唤醒线程
方式三：LockSupport类可以阻塞当前线程以及唤醒指定被阻塞的线程

在这里插入图片描述

Object类中的wait和notify方法实现线程等待和唤醒

wait和notify方法必须要在同步代码块或者同步方法里面（就是必须持有锁才能使用这两个方法），且成对出现使用
先wait再notify才是合法的
调用wait会交出我锁的控制权，让别人去争抢

public class LockSupportDemo {public static void main(String[] args) {Object objectLock = new Object();new Thread(() -> {synchronized (objectLock) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t -----------come in");try {// 调用wait()方法使当前线程释放锁并进入等待状态，直到其他线程调用notify()或notifyAll()唤醒它。objectLock.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t -------被唤醒");}}, "t1").start();try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}new Thread(() -> {synchronized (objectLock) {// 调用notify()方法唤醒因调用wait()而处于等待状态的一个线程。objectLock.notify();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t -----------发出通知");}}, "t2").start();}
}

在这里插入图片描述

不用同步代码块

public class LockSupportDemo {public static void main(String[] args) {Object objectLock = new Object();/*** t1         -----------come in* t2         -----------发出通知* t1         -------被唤醒*/new Thread(() -> {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t -----------come in");try {objectLock.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t -------被唤醒");}, "t1").start();try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}new Thread(() -> {objectLock.notify();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t -----------发出通知");}, "t2").start();}
}

在这里插入图片描述

wait、notify顺序反过来

public class LockSupportDemo {public static void main(String[] args) {Object objectLock = new Object();new Thread(() -> {try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}synchronized (objectLock) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t -----------come in");try {objectLock.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t -------被唤醒");}}, "t1").start();new Thread(() -> {synchronized (objectLock) {objectLock.notify();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t -----------发出通知");}}, "t2").start();}
}

卡死原因：wait之后，没有人唤醒我

在这里插入图片描述

Condition接口中的await和signal方法实现线程的等待和唤醒

Condition中的线程等待和唤醒方法，需要先持有锁，在锁块里面才能使用
一定要先await后signal

public class LockSupportDemo {public static void main(String[] args) {Lock lock = new ReentrantLock();Condition condition = lock.newCondition();new Thread(() -> {lock.lock();try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t -----------come in");condition.await();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t -----------被唤醒");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {lock.unlock();}}, "t1").start();try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}new Thread(() -> {lock.lock();try {condition.signal();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t -----------发出通知");} finally {lock.unlock();}}, "t2").start();}
}

在这里插入图片描述

模拟没有持有锁

public class LockSupportDemo {public static void main(String[] args) {Lock lock = new ReentrantLock();Condition condition = lock.newCondition();new Thread(() -> {// lock.lock();try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t -----------come in");condition.await();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t -----------被唤醒");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {// lock.unlock();}}, "t1").start();try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}new Thread(() -> {// lock.lock();try {condition.signal();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t -----------发出通知");} finally {// lock.unlock();}}, "t2").start();}
}

在这里插入图片描述

模拟没有先await后signal

public class LockSupportDemo {public static void main(String[] args) {Lock lock = new ReentrantLock();Condition condition = lock.newCondition();new Thread(() -> {lock.lock();try {try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t -----------come in");condition.await();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t -----------被唤醒");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {lock.unlock();}}, "t1").start();new Thread(() -> {lock.lock();try {condition.signal();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t -----------发出通知");} finally {lock.unlock();}}, "t2").start();}
}

发生阻塞

在这里插入图片描述

上述两种方法使用限制条件

线程需要先获得并持有锁，必须在锁块（synchronized或lock）中
必须要先等待后唤醒，线程才能够被唤醒

LockSupport类中的park等待和unpark唤醒

LockSupport 是什么

LockSupport是一个线程阻塞工具类

在这里插入图片描述

LockSupport是用来创建锁和其他同步类的基本线程阻塞原语，其中park()和unpack()的作用分别是阻塞线程和解除阻塞线程。调用park的时候，除非有许可证，不然线程就阻塞
LockSupport可以让线程再任意位置阻塞，阻塞后也有对应的唤醒方法
LockSupport是对等待唤醒机制的一种优化。LockSupport类使用了一种名为Permit（许可）的概念来做到阻塞和唤醒线程的功能，每个线程最多获取一个许可，重复调用unpark也不会积累凭证
该类没有构造方法，所有的方法都是静态方法

在这里插入图片描述

如果许可证可用，park方法立即返回，否则被阻止；如果没有许可，调用unpark可以获取一个许可
参数传0的意思：“没有通行证，永远不放行”，LockSupport时调用Unsafe中的native代码。

在这里插入图片描述

默认没有permit许可证，所以一开始调park()当前线程就会阻塞，直到别的线程给当前线程的发放permit，pack方法才会被唤醒。
调用unpark(thread)方法后，就会给thread线程发放许可证，会自动唤醒park的线程，即之前阻塞中的LockSupport.park()方法会立即返回

在这里插入图片描述

形象理解：线程阻塞需要消耗凭证（Permit），这个凭证最多只有1个
- 当调用park时
  - 如果有凭证，则会直接消耗掉这个凭证然后正常退出
  - 如果没有凭证，则必须阻塞等待凭证可用
- 当调用unpark时，它会增加一个凭证，但凭证最多只能有1个，累加无效。

主要方法

阻塞: Peimit许可证默认没有不能放行，所以一开始调用park()方法当前线程会阻塞，直到别的线程给当前线程发放peimit，park方法才会被唤醒。
- park/park(Object blocker)：阻塞当前线程/阻塞传入的具体线程
唤醒: 调用unpack(thread)方法后就会将thread线程的许可证peimit发放，会自动唤醒park线程，即之前阻塞中的LockSupport.park()方法会立即返回。
- unpark(Thread thread)：唤醒处于阻塞状态的指定线程

代码测试

public class LockSupportDemo {public static void main(String[] args) {Thread t1 = new Thread(() -> {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t -----------come in");// 等待LockSupport.park();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t ----------被唤醒");}, "t1");t1.start();try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}new Thread(() -> {// 唤醒LockSupport.unpark(t1);System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t ----------发出通知");}, "t2").start();}
}

不需要在锁块中才能执行等待、唤醒

在这里插入图片描述

public class LockSupportDemo {public static void main(String[] args) {Thread t1 = new Thread(() -> {try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t -----------come in");// 等待LockSupport.park();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t ----------被唤醒");}, "t1");t1.start();new Thread(() -> {// 唤醒LockSupport.unpark(t1);System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t ----------发出通知");}, "t2").start();}
}

先用unpack发许可证，再pack，还是可以唤醒。类似高速公路的ETC，提前买好了通行证unpark，到闸机处直接抬起栏杆放行了，没有park拦截了。

在这里插入图片描述

【测试许可证是否可以积累】

public static void main(String[] args) {Thread t1 = new Thread(() -> {try {TimeUnit.SECONDS.sleep(3);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t ----come in" + System.currentTimeMillis());LockSupport.park();LockSupport.park();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t ----被唤醒" + System.currentTimeMillis());}, "t1");t1.start();//暂停几秒钟线程//try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }new Thread(() -> {LockSupport.unpark(t1);LockSupport.unpark(t1);LockSupport.unpark(t1);System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t ----发出通知");}, "t2").start();
}