java高并发系列 - 第14天:JUC中的LockSupport工具类，必备技能

java高并发系列第14篇文章

本文主要内容：

1、讲解3种让线程等待和唤醒的方法，每种方法配合具体的示例

2、介绍LockSupport主要用法

3、对比3种方式，了解他们之间的区别

LockSupport位于​java.util.concurrent​（​简称juc​）包中，算是juc中一个基础类，juc中很多地方都会使用LockSupport，非常重要，希望大家一定要掌握。

关于线程等待/唤醒的方法，前面的文章中我们已经讲过2种了：

1、方式1：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

2、方式2：使用juc包中Condition的await()方法让线程等待，使用signal()方法唤醒线程

这2种方式，我们先来看一下示例。

使用Object类中的方法实现线程等待和唤醒

示例1：

输出：

t1线程中调用 lock.wait()方法让t1线程等待，主线程中休眠5秒之后，调用 lock.notify()方法唤醒了t1线程，输出的结果中，两行结果相差5秒左右，程序正常退出。

示例2

我们把上面代码中main方法内部改一下，删除了synchronized关键字，看看有什么效果：

运行结果：

上面代码中将synchronized去掉了，发现调用wait()方法和调用notify()方法都抛出了IllegalMonitorStateException异常，原因：​**Object类中的wait、notify、notifyAll用于线程等待和唤醒的方法，都必须在同步代码中运行（必须用到关键字synchronized）**​。

示例3

唤醒方法在等待方法之前执行，线程能够被唤醒么？代码如下：

运行代码，输出结果：

输出了上面2行之后，程序一直无法结束，t1线程调用wait()方法之后无法被唤醒了，从输出中可见， notify()方法在 wait()方法之前执行了，等待的线程无法被唤醒了。说明：唤醒方法在等待方法之前执行，线程无法被唤醒。

关于Object类中的用户线程等待和唤醒的方法，总结一下：

1、wait()/notify()/notifyAll()方法都必须放在同步代码（必须在synchronized内部执行）中执行，需要先获取锁

2、线程唤醒的方法（notify、notifyAll）需要在等待的方法（wait）之后执行，等待中的线程才可能会被唤醒，否则无法唤醒

使用Condition实现线程的等待和唤醒

Condition的使用，前面的文章讲过，对这块不熟悉的可以移步： java高并发系列 - 第12天JUC:ReentrantLock重入锁 ，关于Condition我们准备了3个示例。

示例1

输出：

t1线程启动之后调用 condition.await()方法将线程处于等待中，主线程休眠5秒之后调用 condition.signal()方法将t1线程唤醒成功，输出结果中2个时间戳相差5秒。

示例2

我们将上面代码中的lock.lock()、lock.unlock()去掉，看看会发生什么。代码：

输出：

有异常发生， condition.await();和 condition.signal();都触发了 IllegalMonitorStateException异常。原因：​调用condition中线程等待和唤醒的方法的前提是必须要先获取lock的锁​。

示例3

唤醒代码在等待之前执行，线程能够被唤醒么？代码如下

运行结果:

输出上面2行之后，程序无法结束，代码结合输出可以看出signal()方法在await()方法之前执行的，最终t1线程无法被唤醒，导致程序无法结束。

关于Condition中方法使用总结：

1、使用Condtion中的线程等待和唤醒方法之前，需要先获取锁。否者会报IllegalMonitorStateException异常

2、signal()方法先于await()方法之前调用，线程无法被唤醒

Object和Condition的局限性

关于Object和Condtion中线程等待和唤醒的局限性，有以下几点：

1、2中方式中的让线程等待和唤醒的方法能够执行的先决条件是：线程需要先获取锁

2、唤醒方法需要在等待方法之后调用，线程才能够被唤醒

关于这2点，LockSupport都不需要，就能实现线程的等待和唤醒。下面我们来说一下LockSupport类。

LockSupport类介绍

LockSupport类可以阻塞当前线程以及唤醒指定被阻塞的线程。主要是通过​park()​和​unpark(thread)​方法来实现阻塞和唤醒线程的操作的。

每个线程都有一个许可(permit)，​permit只有两个值1和0​，默认是0。

1、当调用unpark(thread)方法，就会将thread线程的许可permit设置成1(​注意多次调用unpark方法，不会累加，permit值还是1​)。

2、当调用park()方法，如果当前线程的permit是1，那么将permit设置为0，并立即返回。如果当前线程的permit是0，那么当前线程就会阻塞，直到别的线程将当前线程的permit设置为1时，park方法会被唤醒，然后会将permit再次设置为0，并返回。

注意：因为permit默认是0，所以一开始调用park()方法，线程必定会被阻塞。调用unpark(thread)方法后，会自动唤醒thread线程，即park方法立即返回。

LockSupport中常用的方法

阻塞线程

• void park()：阻塞当前线程，如果调用unpark方法或者​当前线程被中断​，从能从park()方法中返回。
• void park(Object blocker)：功能同方法1，入参增加一个Object对象，用来记录导致线程阻塞的阻塞对象，方便进行问题排查。
• void parkNanos(long nanos)：阻塞当前线程，最长不超过nanos纳秒，增加了超时返回的特性
• void parkNanos(Object blocker, long nanos)：功能同方法3，入参增加一个Object对象，用来记录导致线程阻塞的阻塞对象，方便进行问题排查。
• void parkUntil(long deadline)：阻塞当前线程，直到deadline，deadline是一个绝对时间，表示某个时间的毫秒格式。
• void parkUntil(Object blocker, long deadline)：功能同方法5，入参增加一个Object对象，用来记录导致线程阻塞的阻塞对象，方便进行问题排查；。

唤醒线程

• void unpark(Thread thread):唤醒处于阻塞状态的指定线程

示例1

主线程线程等待5秒之后，唤醒t1线程，代码如下：

输出：

t1中调用 LockSupport.park();让当前线程t1等待，主线程休眠了5秒之后，调用 LockSupport.unpark(t1);将t1线程唤醒，输出结果中1、3行结果相差5秒左右，说明t1线程等待5秒之后，被唤醒了。

LockSupport.park();无参数，内部直接会让当前线程处于等待中；unpark方法传递了一个线程对象作为参数，表示将对应的线程唤醒。

示例2

唤醒方法放在等待方法之前执行，看一下线程是否能够被唤醒呢？代码如下：

输出：

代码中启动t1线程，t1线程内部休眠了5秒，然后主线程休眠1秒之后，调用了 LockSupport.unpark(t1);唤醒线程t1，此时 LockSupport.park();方法还未执行，说明唤醒方法在等待方法之前执行的；输出结果中2、3行结果时间一样，表示 LockSupport.park();没有阻塞了，是立即返回的。

说明：唤醒方法在等待方法之前执行，线程也能够被唤醒，这点是另外2中方法无法做到的。Object和Condition中的唤醒必须在等待之后调用，线程才能被唤醒。而LockSupport中，唤醒的方法不管是在等待之前还是在等待之后调用，线程都能够被唤醒。

示例3

park()让线程等待之后，是否能够响应线程中断？代码如下：

输出：

t1线程中调用了park()方法让线程等待，主线程休眠了5秒之后，调用t1.interrupt();给线程t1发送中断信号，然后线程t1从等待中被唤醒了，输出结果中的1、4行结果相差5秒左右，刚好是主线程休眠了5秒之后将t1唤醒了。结论：park方法可以相应线程中断。

LockSupport.park方法让线程等待之后，唤醒方式有2种：

1、调用LockSupport.unpark方法

2、调用等待线程的interrupt()方法，给等待的线程发送中断信号，可以唤醒线程

示例4

LockSupport有几个阻塞放有一个blocker参数，这个参数什么意思，上一个实例代码，大家一看就懂了：

运行上面代码，然后用jstack查看一下线程的堆栈信息：

代码中，线程t1和t2的不同点是，t2中调用park方法传入了一个BlockerDemo对象，从上面的线程堆栈信息中，发现t2线程的堆栈信息中多了一行 -parking to waitfor<0x00000007180bfeb0>(a com.itsoku.chat10.Demo10$BlockerDemo)，刚好是传入的BlockerDemo对象，park传入的这个参数可以让我们在线程堆栈信息中方便排查问题，其他暂无他用。

LockSupport的其他等待方法，包含有超时时间了，过了超时时间，等待方法会自动返回，让线程继续运行，这些方法在此就不提供示例了，有兴趣的朋友可以自己动动手，练一练。

线程等待和唤醒的3种方式做个对比

到目前为止，已经说了3种让线程等待和唤醒的方法了

1、方式1：Object中的wait、notify、notifyAll方法

2、方式2：juc中Condition接口提供的await、signal、signalAll方法

3、方式3：juc中的LockSupport提供的park、unpark方法

3种方式对比：