Java中如何使用LockSupport实现线程挂起与唤醒

LockSupport是Java中用于线程阻塞与唤醒的基础工具,基于许可机制实现。1. 核心方法为park()和unpark(Thread),前者使当前线程阻塞,后者唤醒指定线程。2. 每个线程最多持有一个许可,unpark发放许可,park尝试消耗许可,无许可则阻塞。3. 与wait/notify不同,park/unpark无需synchronized,可精确唤醒指定线程且不会丢失唤醒信号。4. 即使unpark在park前调用,后续park仍可立即返回,具有顺序无关性。5. park被中断时不会抛出异常,但可通过Thread.interrupted()检测中断状态。6. 支持带阻塞原因的park(Object blocker),便于线程诊断和dump分析。7. 广泛应用于ReentrantLock、FutureTask等并发组件底层,是构建高级同步机制的基础。

Java中如何使用LockSupport实现线程挂起与唤醒

在Java中,LockSupportjava.util.concurrent.locks 包下的一个工具类,用于创建更高级的同步组件。它提供了最基本的线程阻塞和唤醒能力,底层被 ReentrantLockFutureTask 等广泛使用。

LockSupport的核心方法

LockSupport 主要通过两个静态方法来实现线程的挂起与唤醒:

  • LockSupport.park():挂起当前线程,直到收到唤醒信号或其他中断。
  • LockSupport.unpark(Thread thread):唤醒指定的线程。

这两个方法基于“许可”(permit)机制,每个线程最多拥有一个许可。调用 unpark 会为线程发放一个许可;调用 park 会尝试消耗这个许可并立即返回,如果没有许可,则线程被阻塞,等待许可到来。

基本使用示例

下面是一个简单的线程挂起与唤醒的例子:

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Java中如何使用LockSupport实现线程挂起与唤醒

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 public class LockSupportDemo {     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {         Thread t = new Thread(() -> {             System.out.println("子线程 " + Thread.currentThread().getName() + " 开始运行");                          // 挂起自己             System.out.println("子线程即将 park");             LockSupport.park();              System.out.println("子线程被唤醒,继续执行");         });          t.start();          // 主线程休眠1秒,确保子线程先执行到 park         Thread.sleep(1000);          System.out.println("主线程调用 unpark 唤醒子线程");         LockSupport.unpark(t); // 唤醒线程t          t.join(); // 等待子线程结束     } } 

输出结果:

子线程 Thread-0 开始运行 子线程即将 park 主线程调用 unpark 唤醒子线程 子线程被唤醒,继续执行

park 和 unpark 的特点

  • 顺序无关:即使 unparkpark 之前调用,park 也不会阻塞,因为它已经有许可了。
  • 不会丢失唤醒:相比 Object.wait() 必须在 synchronized 块中使用且容易因时序问题导致丢失通知,LockSupport 更安全可靠。
  • 可响应中断但不抛异常park 被中断时不会抛出 InterruptedException,但可以通过 Thread.interrupted() 检查中断状态。

带诊断信息的 park

可以使用 LockSupport.park(Object blocker) 提供阻塞原因,便于调试和分析线程 dump:

 LockSupport.park("Waiting for data"); // 在线程dump中会显示这个信息 

该信息可通过 Thread.getLockInfo() 或监控工具查看,对排查死锁或长时间阻塞很有帮助。

与 wait/notify 的对比

  • wait/notify 必须在 synchronized 块中使用,而 LockSupport.park/unpark 没有此限制。
  • unpark 可以精确唤醒指定线程,notify 则是随机唤醒一个。
  • park 不会像 wait 那样自动释放锁,它本身就是低级原语。

基本上就这些。LockSupport 是构建锁和同步器的基础,简单但强大。

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