聊聊线程阻塞与恢复 LockSupport类

最近在学习 Java 并发包里面各种锁的实现以及AQS框架时，了解到线程阻塞都是通过 LockSupport 这样一个类来实现的。查阅了相关资料发现早期的线程阻塞方式是直接借助 Thread 类的 suspend 方法来完成。然而，现在使用 suspend 以及 resume 方法都会被提醒方法已过期，且容易导致死锁。下面就里面的原因进行简单的探究。

一个Suspend方法导致死锁的经典案例

public class SuspendTest {

    public static void main(String args[]) throws InterruptedException {
        Thread t = new Thread(new MyTask());
        t.start();
        Thread.sleep(100);
        t.suspend();
        System.out.println("resuming");
        t.resume();
        Thread.sleep(100);
        t.interrupt();
    }

    public static class MyTask implements Runnable {

        @Override
        public void run() {
            int count = 0;
            while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
                count++;
                System.out.println("looping: " + count);
        }
    }
}
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上述代码在执行的过程中很有可能会在 System.out.println("resuming") 这句语句处进入死锁状态。这是因为 println 方法是一个同步方法，在执行 t.suspend() 时，线程t很有可能已经获取out对象的锁，进入了 println 方法。从而导致主线程获取不到阻塞的t线程占据的锁，进而发生死锁。

使用 suspend 方法带来的不确定性正是因为线程t的阻塞是由外界控制的，也就意味t阻塞的时候执行的代码位置、数据状态、锁的信息都是不能确定的。

public static class MyTask implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        boolean state = true;
        int count = 0;
        while (state && !Thread.currentThread().isInterrupted()) {
            count++;
            System.out.println("looping: " + count);
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException ex) {
                System.out.println(ex);
                state = false;
            }
        }
    }
}
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我们给任务线程t的 println 方法后面加上一段睡眠时间，这样t被阻塞时可能正在打印内容，也有可能在睡眠。主线程的 println 方法就有可能获取到锁，从而顺利执行下去。改变睡眠的时间，程序是否会发生死锁的概率也会改变。

LockSupport类

我们可以使用 LockSupport 类来实现线程的阻塞与恢复，相关的方法是 park 与 unpark 。

public static void park(Object blocker) {
    Thread t = Thread.currentThread();
    setBlocker(t, blocker);
    UNSAFE.park(false, 0L);
    setBlocker(t, null);
}

public static void unpark(Thread thread) {
    if (thread != null)
        UNSAFE.unpark(thread);
}
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park 方法可以接收一个阻塞块对象（许可），并关联到阻塞的线程上。 unpark 的参数为需要解除阻塞的线程。我们可以看到 LockSupport 只能够阻塞当前线程，也就意味着线程在何处进入阻塞状态是由自己决定的。下面通过这种方式实现前面的打印程序。

public class SuspendTest {

    public static void main(String args[]) throws InterruptedException {
        Thread t = new Thread(new MyTask());
        t.start();
        Thread.sleep(100);
        System.out.println("resuming");
        LockSupport.unlock(t);
        Thread.sleep(100);
        t.interrupt();
    }

    public static class MyTask implements Runnable {

        @Override
        public void run() {
            int count = 0;
            while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
                count++;
                System.out.println("looping: " + count);
                LockSupport.lock(this);
        }
    }
}
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上述代码没有死锁问题，t线程进入阻塞状态是在 println 执行之后。相比 suspend 方式缺少一定的灵活性，但是线程状态更加具有确定性。线程没有模糊状态，那么死锁的发生就可能是由程序本身的设计带来的，比如我们在线程释放相关锁之前执行 LockSupport.lock() 进入阻塞状态，如下所示，那么死锁就一定会发生。

public class SuspendTest {

    public static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    public static void main(String args[]) throws InterruptedException {
        Thread t = new Thread(new MyTask());
        t.start();
        Thread.sleep(100);
        lock.lock();
        System.out.println("resuming");
        lock.unlock();
        LockSupport.unlock(t);
        Thread.sleep(100);
        t.interrupt();
    }

    public static class MyTask implements Runnable {

        @Override
        public void run() {
            int count = 0;
            while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
                count++;
                lock.lock();
                System.out.println("looping: " + count);
                LockSupport.lock(this);
                lock.unlock();
        }
    }
}
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