JUC并发编程——Park Unpark
一、Park & Unpark
1.1 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)
先 park 再 unpark
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import java.util.concurrent.locks.LockSupport;
import static cn.itcast.n2.util.Sleeper.sleep;@Slf4j(topic = "c.TestParkUnpark")
public class TestParkUnpark {public static void main(String[] args) {Thread t1 = new Thread(() -> {log.debug("start...");sleep(1);log.debug("park...");LockSupport.park();log.debug("resume...");}, "t1");t1.start();// 主线程2s后调用unpark方法sleep(2);log.debug("unpark...");LockSupport.unpark(t1);}
}
运行结果：（t1此时处于无时限的等待状态…）
先 unpark再 park
unpark既可以在park之前调用也可在park之后调用
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
1.2 Park & Unpark原理
每个线程都有自己的一个Parker对象(底层由C++代码实现)，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
① 先park 再 unpark
● 当前线程调用Unsafe.park()
● 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_cond=0
② unpark再 park
● 调用Unsafe.unpark(Thread_0)方法，设置_counter为1
● 当前线程调用Unsafe.park()
● 检查_counter，本情况为1，这时线程无需阻塞，继续运行
● 设置_cond=0
二、线程状态转换
从Java层面线程状态分为六种
假设有线程 Thread t
情况1：NEW --> RUNNABLE
● 当调用 t.start() 方法时，由 NEW --> RUNNABLE
情况2：RUNNABLE <–> WAITING
t 线程用 synchronized(obj) 获取了对象锁后
● 调用 obj.wait() 方法时，t 线程从 RUNNABLE --> WAITING
● 调用 obj.notify() ， obj.notifyAll() ， t.interrupt() 时
—— 竞争锁成功，t 线程从 WAITING --> RUNNABLE
—— 竞争锁失败，t 线程从 WAITING --> BLOCKED
同时唤醒t1、t2线程，锁上的Owner只有一个，因此t1、t2只有一个线程成为Owner（一个竞争锁成功，一个竞争锁失败）
@Slf4j(topic = "c.TestWaitNotify")
public class TestWaitNotify {final static Object obj = new Object();public static void main(String[] args) {new Thread(() -> {synchronized (obj) {log.debug("执行....");try {// 让线程t1在obj上一直等待下去obj.wait(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}log.debug("其它代码....");}},"t1").start();new Thread(()->{synchronized (obj) {log.debug("执行");// 让线程t2在obj上一直等待下去try {obj.wait();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}},"t2").start();// 主线程0.5秒后执行唤醒线程sleep(0.5);log.debug("唤醒 obj 上其它线程");// 进入同一个对象中的Monitorsynchronized (obj) {obj.notifyAll();}}
}
情况3：RUNNABLE <–> WAITING
● 当前线程调用 t.join() 方法时，当前线程从 RUNNABLE –> WAITING
—— 注意是当前线程在t 线程对象的监视器上等待
● t 线程运行结束，或调用了当前线程的 interrupt() 时，当前线程从 WAITING –> RUNNABLE
情况4：RUNNABLE <–> WAITING
● 当前线程调用 LockSupport.park() 方法会让当前线程从 RUNNABLE --> WAITING
● 调用 LockSupport.unpark(目标线程) 或调用了线程 的 interrupt() ，会让目标线程从 WAITING --> RUNNABLE
情况5：RUNNABLE <–> TIMED_WAITING
t 线程用 synchronized(obj) 获取了对象锁后
● 调用 obj.wait(long n) 方法时，t 线程从 RUNNABLE --> TIMED_WAITING
● t 线程等待时间超过了 n 毫秒，或调用 obj.notify() ， obj.notifyAll() ， t.interrupt() 时
—— 竞争锁成功，t 线程从 TIMED_WAITING --> RUNNABLE
—— 竞争锁失败，t 线程从 TIMED_WAITING --> BLOCKED
情况6： RUNNABLE <–> TIMED_WAITING
t 线程用 synchronized(obj) 获取了对象锁后
● 当前线程调用 t.join(long n) 方法时，当前线程从 RUNNABLE --> TIMED_WAITING
—— 注意是当前线程在t 线程对象的监视器上等待
t 线程用 synchronized(obj) 获取了对象锁后
● 当前线程等待时间超过了 n 毫秒，或t 线程运行结束，或调用了当前线程的 interrupt() 时，当前线程从TIMED_WAITING --> RUNNABLE
情况7：RUNNABLE <–> TIMED_WAITING
● 当前线程调用 Thread.sleep(long n) ，当前线程从 RUNNABLE --> TIMED_WAITING
● 当前线程等待时间超过了 n 毫秒，当前线程从 TIMED_WAITING --> RUNNABLE
情况8：RUNNABLE <–> TIMED_WAITING
● 当前线程调用 LockSupport.parkNanos(long nanos) 或 LockSupport.parkUntil(long millis) 时，当前线程从 RUNNABLE --> TIMED_WAITING
● 调用 LockSupport.unpark(目标线程) 或调用了线程 的 interrupt() ，或是等待超时，会让目标线程从TIMED_WAITING–> RUNNABLE
情况9：RUNNABLE <–> BLOCKED
● t 线程用 synchronized(obj) 获取了对象锁时如果竞争失败，从 RUNNABLE --> BLOCKED
● 持 obj 锁线程的同步代码块执行完毕，会唤醒该对象上所有 BLOCKED 的线程重新竞争，如果其中 t 线程竞争成功，从 BLOCKED --> RUNNABLE ，其它失败的线程仍然 BLOCKED
情况10：RUNNABLE <–> TERMINATED
当前线程所有代码运行完毕，进入 TERMINATED