java并发之park、unpark的使用及原理

1、基本使用

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)

如下代码，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
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…
  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。

2、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

3、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
  例如，当线程 Thread-0 第一次调用park操作时，初始时Parker对象中的 _counter = 0

当前线程调用 Unsafe.park() 方法
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 _counter = 0

当线程处于阻塞状态时，_counter = 0，调用unpark方法

1)调用 Unsafe.unpark(Thread_0) 方法，设置 _counter 为 1
2)唤醒 _cond 条件变量中的 Thread_0
3)Thread_0 恢复运行
4)设置 _counter 为 0

当线程未park时，直接调用线程的unpark方法时

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，这时线程无需阻塞，继续运行
4)设置 _counter 为 0

  通过以上分析可以知道：初始线程中的Parker对象中的 _counter = 0 和 _cond 为空。
  若早此时调用park方法，查看到 _counter 为0，就让当前线程处于阻塞的状态。当线程初始状态时直接电泳 unpark方法时，会让 _counter 的值 等于 1。