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如何理解LockSupport类中的park等待和unpark唤醒

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一、传统synchronized隐式锁

package com.lau.javabase.lock.LockSupport;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 使用LockSupport之前，synchronized传统方式存在的问题：
 * 1、wait()和notify()方法不能脱离同步代码块(锁)单独使用
 * 2、B线程的notify()方法在A线程的wait()之前执行的话，A线程将不会被唤醒
 */
public class BeforeUseTraditional {

    public static void main(String[] args) {
        Object lockObj = new Object();

        //线程A
        new Thread(() -> {
//            try {
//                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
//            } catch (InterruptedException e) {
//                e.printStackTrace();
//            }
//            synchronized (lockObj){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " come in...");
                try {
                    lockObj.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " awakened...");
//            }
        }, "A").start();

//        try {
//            TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
//        } catch (InterruptedException e) {
//            e.printStackTrace();
//        }

        //线程B唤醒线程A
        new Thread(() -> {
//            synchronized (lockObj){
                lockObj.notify();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " notify...");
//            }
        }, "B").start();
    }

}

输出：

A come in...
Exception in thread "A" Exception in thread "B" java.lang.IllegalMonitorStateException
	at java.lang.Object.notify(Native Method)
	at com.lau.javabase.lock.LockSupport.BeforeUseTraditional.lambda$main$1(BeforeUseTraditional.java:42)
	at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
java.lang.IllegalMonitorStateException
	at java.lang.Object.wait(Native Method)
	at java.lang.Object.wait(Object.java:502)
	at com.lau.javabase.lock.LockSupport.BeforeUseTraditional.lambda$main$0(BeforeUseTraditional.java:25)
	at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)

Process finished with exit code 0

结论：wait()和notify()方法不能脱离同步代码块(锁)单独使用

二、ReentrantLock显示锁

package com.lau.javabase.lock.LockSupport;

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
 * 使用LockSupport之前，Lock方式存在的问题：
 * 1、await()和signal()方法不能脱离同步代码块(锁)单独使用
 * 2、B线程的和signal()方法在A线程的await()之前执行的话，A线程将不会被唤醒
 */
public class BeforeUseLock {

    public static void main(String[] args) {
        Lock lock = new ReentrantLock();
        Condition condition = lock.newCondition();

        //线程A
        new Thread(() -> {
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

               try {
                    lock.lock();
                   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " come in...");
                   try {
                       condition.await();
                   } catch (Exception e) {
                       e.printStackTrace();
                   }
                   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " awakened...");
               }
               finally {
                   lock.unlock();
               }
        }, "A").start();

//        try {
//            TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
//        } catch (InterruptedException e) {
//            e.printStackTrace();
//        }

        //线程B唤醒线程A
        new Thread(() -> {
            try{
                lock.lock();
                condition.signal();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " notify...");
            }
            finally {
                lock.unlock();
            }
        }, "B").start();
    }

}

输出：

B notify...
A come in...

结论：B线程的和signal()方法在A线程的await()之前执行的话，A线程将不会被唤醒

三、LockSupport类

package com.lau.javabase.lock.LockSupport;

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

/**
 * 使用LockSupport，不会存在以下问题：
 * 1、await()和signal()方法不能脱离同步代码块(锁)单独使用
 * 2、B线程的和signal()方法在A线程的await()之前执行的话，A线程将不会被唤醒
 */
public class LockSupportTest {

    public static void main(String[] args) {
        //线程A
        Thread threadA = new Thread(() -> {
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

           System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " come in...");

           LockSupport.park();
           System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " awakened...");
        }, "A");

        threadA.start();

//        try {
//            TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
//        } catch (InterruptedException e) {
//            e.printStackTrace();
//        }

        //线程B唤醒线程A
        new Thread(() -> {
            LockSupport.unpark(threadA);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " notify...");
        }, "B").start();
    }

}

输出：

B notify...
A come in...
A awakened...

结论：使用LockSupport，不会存在以上两个问题

四、说明

LockSupport是用来创建锁和其他同步类的基本线程阻塞原语
LockSupport是一个线程阻塞工具类，所有的方法都是静态方法，可以让线程在任意位置阻塞，阻塞之后也有对应的唤醒方法。归根
结底，LockSupport调用的Unsafe中的native代码。
 
LockSupport提供park()和unpark()方法实现阻塞线程和解除线程阻塞的过程
LockSupport和每个使用它的线程都有一个许可(permit)关联。permit相当于1，0的开关，默认是0，
调用一次unpark就加1变成1，
调用一次park会消费permit，也就是将1变成o，同时park立即返回。
如再次调用park会变成阻塞(因为permit为零了会阻塞在这里，一直到permit变为1)，这时调用unpark会把permit置为1。
每个线程都有一个相关的permit, permit最多只有一个，重复调用unpark也不会积累凭证。
 
形象的理解
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方法时
    *如果有凭证，则会直接消耗掉这个凭证然后正常退出;
    *如果无凭证，就必须阻塞等待凭证可用;
而unpark则相反，它会增加一个凭证，但凭证最多只能有1个，累加无效。

五、扩展

1、为什么可以先唤醒线程后阻塞线程?
因为unpark获得了一个凭证，之后再调用park方法，就可以名正言顺的凭证消费，故不会阻塞。
 
2、为什么唤醒两次后阻塞两次，但最终结果还会阻塞线程?
因为凭证的数量最多为1，连续调用两次unpark和调用一次unpark效果一样，只会增加一个凭证;
而调用两次park却需要消费两个凭证，证不够，不能放行。

感谢各位的阅读，以上就是“如何理解LockSupport类中的park等待和unpark唤醒”的内容了，经过本文的学习后，相信大家对如何理解LockSupport类中的park等待和unpark唤醒这一问题有了更深刻的体会，具体使用情况还需要大家实践验证。这里是创新互联，小编将为大家推送更多相关知识点的文章，欢迎关注！


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