java判斷連接配接逾時_深入探究Java 并發之線程如何阻塞和喚醒？

本文主要内容：

• 一、如何阻塞和喚醒線程
• 二、鎖支援
• 三、底層支援

如何阻塞和喚醒線程

線上程擷取同步狀态時如果擷取失敗，則加入CLH同步隊列，通過通過自旋的方式不斷擷取同步狀态，但是在自旋的過程中則需要判斷目前線程是否需要阻塞，其主要方法在acquireQueued()：

if(shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) && parkAndCheckInterrupt()) interrupted = true;
           

通過這段代碼我們可以看到，在擷取同步狀态失敗後，線程并不是立馬進行阻塞，需要檢查該線程的狀态，檢查狀态的方法為 shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) 方法，該方法主要靠前驅節點判斷目前線程是否應該被阻塞，代碼如下：

private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) { //前驅節點 int ws = pred.waitStatus; //狀态為signal，表示目前線程處于等待狀态，直接放回true if (ws == Node.SIGNAL) return true; //前驅節點狀态 > 0 ，則為Cancelled,表明該節點已經逾時或者被中斷了，需要從同步隊列中取消 if (ws > 0) { do { node.prev = pred = pred.prev; } while (pred.waitStatus > 0); pred.next = node; } //前驅節點狀态為Condition、propagate else { compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL); } return false; }
           

這段代碼主要檢查目前線程是否需要被阻塞，具體規則如下：

1. 如果目前線程的前驅節點狀态為SINNAL，則表明目前線程需要被阻塞，調用unpark()方法喚醒，直接傳回true，目前線程阻塞
2. 如果目前線程的前驅節點狀态為CANCELLED(ws > 0)，則表明該線程的前驅節點已經等待逾時或者被中斷了，則需要從CLH隊列中将該前驅節點删除掉，直到回溯到前驅節點狀态 <= 0 ，傳回false
3. 如果前驅節點非SINNAL，非CANCELLED，則通過CAS的方式将其前驅節點設定為SINNAL，傳回false

如果 shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) 方法傳回true，則調用parkAndCheckInterrupt()方法阻塞目前線程：

private final boolean parkAndCheckInterrupt() { LockSupport.park(this); return Thread.interrupted(); }
           

parkAndCheckInterrupt() 方法主要是把目前線程挂起，進而阻塞住線程的調用棧，同時傳回目前線程的中斷狀态。其内部則是調用LockSupport工具類的park()方法來阻塞該方法。

當線程釋放同步狀态後，則需要喚醒該線程的後繼節點：

public final boolean release(int arg) { if (tryRelease(arg)) { Node h = head; if (h != null && h.waitStatus != 0) //喚醒後繼節點 unparkSuccessor(h); return true; } return false; }
           

調用unparkSuccessor(Node node)喚醒後繼節點：

private void unparkSuccessor(Node node) { //目前節點狀态 int ws = node.waitStatus; //目前狀态 < 0 則設定為 0 if (ws ) compareAndSetWaitStatus(node, ws, 0); //目前節點的後繼節點 Node s = node.next; //後繼節點為null或者其狀态 > 0 (逾時或者被中斷了) if (s == null || s.waitStatus > 0) { s = null; //從tail節點來找可用節點 for (Node t = tail; t != null && t != node; t .prev) if (t.waitStatus <= 0) s = t; } //喚醒後繼節點 if (s != null) LockSupport.unpark(s.thread); }
           

可能會存在目前線程的後繼節點為null，逾時、被中斷的情況，如果遇到這種情況了，則需要跳過該節點，但是為何是從tail尾節點開始，而不是從node.next開始呢？原因在于node.next仍然可能會存在null或者取消了，是以采用tail回溯辦法找第一個可用的線程。最後調用LockSupport的unpark(Thread thread)方法喚醒該線程。

鎖支援

LockSupport

從上面我可以看到，當需要阻塞或者喚醒一個線程的時候，AQS都是使用LockSupport這個工具類來完成的。

LockSupport是用來建立鎖和其他同步類的基本線程阻塞原語

每個使用LockSupport的線程都會與一個許可關聯，如果該許可可用，并且可在程序中使用，則調用park()将會立即傳回，否則可能阻塞。如果許可尚不可用，則可以調用 unpark 使其可用。但是注意許可不可重入，也就是說隻能調用一次park()方法，否則會一直阻塞。

LockSupport定義了一系列以park開頭的方法來阻塞目前線程，unpark(Thread thread)方法來喚醒一個被阻塞的線程。如下：

park(Object blocker)方法的blocker參數，主要是用來辨別目前線程在等待的對象，該對象主要用于問題排查和系統監控。

park方法和unpark(Thread thread)都是成對出現的，同時unpark必須要在park執行之後執行，當然并不是說沒有不調用unpark線程就會一直阻塞，park有一個方法，它帶了時間戳(parkNanos(long nanos)：為了線程排程禁用目前線程，最多等待指定的等待時間，除非許可可用)。

底層支援

park()方法的源碼如下：

public static void park() { UNSAFE.park(false, 0L); }
           

unpark(Thread thread)方法源碼如下：

public static void unpark(Thread thread) { if (thread != null) UNSAFE.unpark(thread); }
           

從上面可以看出，其内部的實作都是通過UNSAFE(sun.misc.Unsafe UNSAFE)來實作的，其定義如下：

public native void park(boolean var1, long var2);public native void unpark(Object var1);
           

兩個都是native本地方法。Unsafe 是一個比較危險的類，主要是用于執行低級别、不安全的方法集合。盡管這個類和所有的方法都是公開的(public)，但是這個類的使用仍然受限，你無法在自己的java程式中直接使用該類，因為隻有授信的代碼才能獲得該類的執行個體。

參考資料

Doug Lea：《Java并發程式設計實戰》方騰飛：《Java并發程式設計的藝術》