Java多線程之Park和Unpark原理

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一、基本使用

它們是 LockSupport 類中的方法

// 暫停當前線程
LockSupport.park(); 
// 恢復某個線程的運行
LockSupport.unpark(暫停線程對象)

應用：先 park 再 unpark

Thread t1 = new Thread(() -> {
       log.debug("start...");
       sleep(1);
       log.debug("park...");
       LockSupport.park();
       log.debug("resume...");
   },"t1");
   t1.start();
   sleep(2);
   log.debug("unpark...");
   LockSupport.unpark(t1);
}
14:03:01.438 c.test21: [t1] - start...
14:03:02.444 c.test21: [t1] - park...
14:03:04.399 c.test21: [main] - unpark...
14:03:04.399 c.test21: [t1] - resume...

應用：先upark後park，park不住

package com.concurrent.test4;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

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

@Slf4j(topic = "c.test21:")
public class Test26 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            log.debug("start...");
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            log.debug("park...");
            LockSupport.park();
            log.debug("resume...");
        },"t1");
        t1.start();
        log.debug("unpark...");
        LockSupport.unpark(t1);
    }

}
14:03:35.565 c.test21: [t1] - start...
14:03:35.565 c.test21: [main] - unpark...
14:03:36.572 c.test21: [t1] - park...
14:03:36.572 c.test21: [t1] - resume...

二、特點

與 Object 的 wait & notify 相比

  • wait，notify 和 notifyAll 必須配合 Object Monitor 一起使用，而 park，unpark 不必
  • park & unpark 是以線程為單位來【阻塞】和【喚醒】線程，而 notify 隻能隨機喚醒一個等待線程，notifyAll是喚醒所有等待線程，就不那麼【精確】
  • park & unpark 可以先 unpark，而 wait & notify 不能先 notify

三、park unpark 原理

每個線程都有自己的一個 Parker 對象，由三部分組成 _counter ， _cond 和 _mutex . 打個比喻線程就像一個旅人，Parker 就像他隨身攜帶的背包，條件變量就好比背包中的帳篷。_counter 就好比背包中的備用幹糧（0 為耗盡，1 為充足）調用 park 就是要看需不需要停下來歇息,如果備用幹糧耗盡，那麼鉆進帳篷歇息. 如果備用幹糧充足，那麼不需停留，繼續前進調用 unpark，就好比令幹糧充足.如果這時線程還在帳篷，就喚醒讓他繼續前進,如果這時線程還在運行，那麼下次他調用 park 時，僅是消耗掉備用幹糧，不需停留繼續前進,因為背包空間有限，多次調用 unpark 僅會補充一份備用幹糧

在這裡插入圖片描述

  • 當前線程調用 Unsafe.park() 方法
  • 檢查 _counter ，本情況為 0，這時，獲得 _mutex 互斥鎖
  • 線程進入 _cond 條件變量阻塞
  • 設置 _counter = 0

在這裡插入圖片描述

  • 調用 Unsafe.unpark(Thread_0) 方法，設置 _counter 為 1
  • 喚醒 _cond 條件變量中的 Thread_0
  • Thread_0 恢復運行
  • 設置 _counter 為 0

在這裡插入圖片描述

  • 調用 Unsafe.unpark(Thread_0) 方法，設置 _counter 為 1
  • 當前線程調用 Unsafe.park() 方法檢查
  • _counter ，本情況為 1，這時線程無需阻塞，繼續運行
  • 設置 _counter 為 0

四、park/unpark 原理總結

park 操作

1.獲取當前線程關聯的 Parker 對象。

2.將計數器置為 0，同時檢查計數器的原值是否為 1，如果是則放棄後續操作。

3.在互斥量上加鎖。

4.在條件變量上阻塞，同時釋放鎖並等待被其他線程喚醒，當被喚醒後，將重新獲取鎖。

5.當線程恢復至運行狀態後，將計數器的值再次置為 0。
釋放鎖。

unpark 操作：

6.獲取目標線程關聯的 Parker 對象（註意目標線程不是當前線程）。

7.在互斥量上加鎖。

8.將計數器置為 1。

9.喚醒在條件變量上等待著的線程。

10.釋放鎖。

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