JUC之LockSupport构建同步组件的基本工具

一、前言

　　LockSupport工具类用于阻塞或唤醒线程。LockSupport定义了一组的公共静态方法，这些方法提供了最基本的线程组阻塞和唤醒功能，而LockSupport也成为构建同步组件的基础工具。

　　LockSupport定义了一组以park开头的方法用来阻塞当前线程，以及unpark(Thread thread)方法来唤醒一个被阻塞的线程。

二、源码分析

2.1 属性

public class LockSupport {
    // Hotspot implementation via intrinsics API
    private static final sun.misc.Unsafe UNSAFE;
    // 表示内存偏移地址
    private static final long parkBlockerOffset;
    // 表示内存偏移地址
    private static final long SEED;
    // 表示内存偏移地址
    private static final long PROBE;
    // 表示内存偏移地址
    private static final long SECONDARY;
    
    static {
        try {
            // 获取Unsafe实例
            UNSAFE = sun.misc.Unsafe.getUnsafe();
            // 线程类类型
            Class<?> tk = Thread.class;
            // 获取Thread的parkBlocker字段的内存偏移地址
            parkBlockerOffset = UNSAFE.objectFieldOffset
                (tk.getDeclaredField("parkBlocker"));
            // 获取Thread的threadLocalRandomSeed字段的内存偏移地址
            SEED = UNSAFE.objectFieldOffset
                (tk.getDeclaredField("threadLocalRandomSeed"));
            // 获取Thread的threadLocalRandomProbe字段的内存偏移地址
            PROBE = UNSAFE.objectFieldOffset
                (tk.getDeclaredField("threadLocalRandomProbe"));
            // 获取Thread的threadLocalRandomSecondarySeed字段的内存偏移地址
            SECONDARY = UNSAFE.objectFieldOffset
                (tk.getDeclaredField("threadLocalRandomSecondarySeed"));
        } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
    }
}

2.2 构造器

 // 私有构造函数，无法被实例化

private LockSupport() {}

2.3 方法

　　LockSupport方法都是基于Unsafe类中定义的park和unpark方法

① park方法

　　阻塞当前线程，如果调用unpark(Thread thread) 方法或者当前线程被中断，才能从park() 方法返回

//获取许可，设置时间无限长，直到可以获取许可
public static void park() {
     UNSAFE.park(false, 0L);//调用本地方法park
}
public static void park(Object blocker) {
        Thread t = Thread.currentThread(); //当前线程
        setBlocker(t, blocker); //设置Blocker
        UNSAFE.park(false, 0L); //调用本地方法park
        setBlocker(t, null); //重新可运行后再次设置Blocker
}

② parkNanos方法

　　阻塞当前线程，最长不超过nanos纳秒，返回条件在park() 的基础上增加了超时返回

public static void parkNanos(long nanos) {
        if (nanos > 0)  //时间要大于0
            UNSAFE.park(false, nanos); //给定时间阻塞
    }
public static void parkNanos(Object blocker, long nanos) {
        if (nanos > 0) { //时间大于0 
            Thread t = Thread.currentThread(); //当前线程
            setBlocker(t, blocker); //设置Blocker
            UNSAFE.park(false, nanos); //设置指定时间阻塞
            setBlocker(t, null); //设置Blocker
        }
    }

③ parkUntil方法

　　阻塞当前线程，知道deadline时间（从1970年开始到deadline时间的毫秒数）

public static void parkUntil(long deadline) {
        UNSAFE.park(true, deadline);
    }
public static void parkUntil(Object blocker, long deadline) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        setBlocker(t, blocker);
        UNSAFE.park(true, deadline);
        setBlocker(t, null);
    }

上面其中三个方法中，都连续调用链setBlocker() ，为什么呢？

1. 调用park函数时，当前线程首先设置好parkBlocker字段，然后再调用Unsafe的park函数，此后，当前线程就已经阻塞了；

2. 等待该线程的unpark函数被调用，所以后面的一个setBlocker函数无法运行，unpark函数被调用，该线程获得许可后，就可以继续运行了；

3. 也就运行第二个setBlocker，把该线程的parkBlocker字段设置为null，这样就完成了整个park函数的逻辑。

如果没有第二个setBlocker，那么之后没有调用park(Object blocker)，而直接调用getBlocker函数，得到的还是前一个park(Object blocker)设置的blocker，显然是不符合逻辑的。总之，必须要保证在park(Object blocker)整个函数执行完后，该线程的parkBlocker字段又恢复为null。

④ unpark方法

　　唤醒处于阻塞状态的线程thread

public static void unpark(Thread thread) {
    if (thread != null) // 线程为不空
        UNSAFE.unpark(thread); // 释放该线程许可
}

⑤ setBlocker() 和 getBlocker()

// 设置当前线程阻塞的原因，可以方便调试（线程在哪个对象上阻塞了）
private static void setBlocker(Thread t, Object arg) {
        // Even though volatile, hotspot doesn't need a write barrier here.
        UNSAFE.putObject(t, parkBlockerOffset, arg);
    }
public static Object getBlocker(Thread t) {
        if (t == null)
            throw new NullPointerException();
        return UNSAFE.getObjectVolatile(t, parkBlockerOffset);
    }

感谢：https://www.cnblogs.com/leesf456/p/5347293.html