Park和Unpark的使用及原理

基本使用

API：他们都是LockSupport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

 public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            log.debug("start ...");
            //此时park之后会让线程陷入阻塞状态，需要调用unpark之后才会继续运行
            LockSupport.park();
            log.debug("unPark");
        },"t1");

        t1.start();
        
        Sleeper.sleep(3);
        log.debug("unpark ...");
        LockSupport.unpark(t1);
    }


//运行结果
14:08:12.037 c.ParkTest [t1] - start ...
14:08:15.041 c.ParkTest [main] - unpark ...
14:08:15.041 c.ParkTest [t1] - unPark

Process finished with exit code 0

先unpark再park

        Thread t1 = new Thread(() -> {
            log.debug("start...");
            Sleeper.sleep(2);
            log.debug("park...");
            LockSupport.park();
            log.debug("resume...");
        }, "t1");

        t1.start();

        Sleeper.sleep(1);
        log.debug("unpark...");
        LockSupport.unpark(t1);


//运行结果
14:24:21.319 c.ParkTest [t1] - start...
14:24:22.320 c.ParkTest [main] - unpark...
14:24:23.320 c.ParkTest [t1] - park...
14:24:23.320 c.ParkTest [t1] - resume...

Process finished with exit code 0

通过以上结果可以看出，当线程调用unpark之后会给线程添加唤醒标记，后续park时，会检查是否提前唤醒过。

特点

LockSupport 出现就是为了增强 wait & notify 的功能：

• wait，notify 和 notifyAll 必须配合 Object Monitor 一起使用，而 park、unpark 不需要
• park & unpark 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
• park & unpark 可以先 unpark，而 wait & notify 不能先 notify。类比生产消费，先消费发现有产品就消费，没有就等待；先生产就直接产生商品，然后线程直接消费
• wait 会释放锁资源进入等待队列，park 不会释放锁资源，只负责阻塞当前线程，会释放 CPU

park和unpark的原理

每个线程都有自己的一个 Parker 对象，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 ：意思是说当先uppark再park时，不论开始有多少次unpark操作，也只会有一次生效。只能解锁一次park操作。

类似生产者消费者

• 先 park：
  1. 当前线程调用 Unsafe.park() 方法
  2. 检查 _counter ，本情况为 0，这时获得 _mutex 互斥锁
  3. 线程进入 _cond 条件变量挂起
  4. 调用 Unsafe.unpark(Thread_0) 方法，设置 _counter 为 1
  5. 唤醒 _cond 条件变量中的 Thread_0，Thread_0 恢复运行，设置 _counter 为 0

• 先 unpark：

  1. 调用 Unsafe.unpark(Thread_0) 方法，设置 _counter 为 1
  2. 当前线程调用 Unsafe.park() 方法
  3. 检查 _counter ，本情况为 1，这时线程无需挂起，继续运行，设置 _counter 为 0