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如何优雅的挂起线程

我们知道JDK中的Thread.suspend()和Thread.resume()方法是专门用来处理线程挂起和恢复的,但是这两个方法被废弃掉了。

1、为什么不使用suspend和resume() ?

Java Thread Primitive Deprecation[1]这篇官方文章中我们知道,Thread.suspend方法是很容易发生死锁的:如果suspend的目标线程对一个关键的系统资源持有锁,则在恢复目标线程之前,没有线程可以访问该资源。如果将恢复目标线程的线程在调用resume之前,尝试获取同一个关键系统资源,那么就会导致死锁了,从而冻结了进程。以下是该场景的代码:

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Object lock = new Object();
Thread t1 = new Thread(() -> {
synchronized (lock) {
Thread.currentThread().suspend();
System.out.println("t1 end...");
}
});
Thread t2 = new Thread(() -> {
synchronized (lock) {
t1.resume();
System.out.println("t2 end...");
}
});

t1.start();
Thread.sleep(1000);
t2.start(); // 争抢被锁定的lock而导致死锁,t1也无法醒来

那么什么更好的解决办法呢?下面我们就来介绍下。

2、Object.wait()和Object.notify()

其实这两个方法的实现原理跟ReentrantLock的Condition类似,Object中的方法是在JVM中实现的。

在不同的操作系统上,不同语言的程序,即使没有执行notify或者interrupt或者超时的情况下,条件锁都有可能会产生虚假唤醒的线下。为了避免虚假唤醒之后线程错误的执行,一般都建议吧wait放到循环里面,使用方法:

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synchronized (obj) {
while (<condition does not hold>)
obj.wait(timeout);
... // Perform action appropriate to condition
}

必须先获取synchronized对象锁之后,才可以执行wait()方法。在执行完wait方法之后,对象锁也随着会一起释放掉。

上面的代码我们使用Object的wait和notify方法,将不会产生死锁:

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Object lock = new Object();
Thread t1 = new Thread(() -> {
synchronized (lock) {
try {
lock.wait(); // 线程挂起,进入等待队列,随着对象锁也会自动释放
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("t1 end...");
}

});
Thread t2 = new Thread(() -> {
synchronized (lock) {
lock.notify();
System.out.println("t2 end...");
}
});

t1.start();
Thread.sleep(1000);
t2.start();

注意:notify和wait必须有序进行调用,需要先执行wait,在执行notify。

3、Unsafe.park和Unsafe.unpark

这两个方法与Object.wait()和Object.notify()方法类似,都是用来进行实现线程阻塞和唤醒的。

这两个方法与使用它的每个线程关联一个许可(permit: 0表示无许可,1 表示有许可),如果有许可,将立刻返回对park()的调用,并且在此过程化消耗掉它。否则,park()会导致线程进入阻塞;调用 unpark() 可使许可证可用,如果尚不可用。不过与信号量不同的是,许可证不会累加,最多只有一个。

  • park(Object blocker):实现线程的阻塞。除非有许可,否则出于线程调度目的将阻塞线程;如果有许可,则将许可消耗,然后线程往下继续执行;
  • unpark(Thread thread):实现解除线程的阻塞。如果线程在park方法上被阻塞,则调用该方法将取消阻塞。否则,许可变为1,保证下一次调用park方法不会阻塞。

也就是说,unpark可以先于park执行,先持有许可,保证下一次调用park不会阻塞。

References


  1. Java Thread Primitive Deprecation ↩︎

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