Thread 和 Runnable
通过源码查看 Thread 和 Runnabe,都是执行的 Thread 中的 run 方法(java.lang.Thread#run)
只不过 Thread 是重写了 run() ,而 Runnable 也是执行的 Thread 的 run()
Monitor
Monitor 被翻译为监视器或管程,Monitor 是由 OS 提供的
每个 Java 对象都可以关联一个 Monitor 对象,如果使用 synchronized 给对象上锁(重量级)之后,该对象头的Mark Word 中就被设置指向 Monitor 对象的指针
Monitor 结构
如下
- 刚开始 Monitor 中 Owner 为 null
- 当 Thread-2 执行 synchronized(obj) 就会将 Monitor 的所有者 Owner 置为 Thread-2,Monitor中只能有一个 Owner
- 在 Thread-2 上锁的过程中,如果 Thread-3,Thread-4,Thread-5 也来执行 synchronized(obj),就会进入EntryList BLOCKED
- Thread-2 执行完同步代码块的内容,然后唤醒 EntryList 中等待的线程来竞争锁,竞争的时是非公平的
- 图中 WaitSet 中的 Thread-0,Thread-1 是之前获得过锁,但条件不满足进入 WAITING 状态的线程,后面讲wait-notify 时会分析
注意:
- synchronized 必须是进入同一个对象的 monitor 才有上述的效果
- 不加 synchronized 的对象不会关联监视器,不遵从以上规则
synchronized
static final Object lock = new Object();
static int counter = 0;
public static void main(String[] args) {
synchronized (lock) {
counter++;
}
}
对应的字节码
dup:复制
wait notify 原理
- Owner 线程发现条件不满足,调用 wait 方法,即可进入 WaitSet 变为 WAITING 状态
- BLOCKED 和 WAITING 的线程都处于阻塞状态,不占用 CPU 时间片
- BLOCKED 线程会在 Owner 线程释放锁时唤醒
- WAITING 线程会在 Owner 线程调用 notify 或 notifyAll 时唤醒,但唤醒后并不意味者立刻获得锁,仍需进入EntryList 重新竞争
waiting 和 blocked 的区别
- waiting:是获得过锁,又放弃了锁,等待锁
- blocked:没有获得过锁,在等待锁
join
join 的原理也采用的 同步模式之保存暂停模式
public final synchronized void join(long millis)
throws InterruptedException {
long base = System.currentTimeMillis();
long now = 0;
if (millis < 0) {
throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");
}
if (millis == 0) {
while (isAlive()) {
wait(0);
}
} else {
while (isAlive()) {
long delay = millis - now;
if (delay <= 0) {
break;
}
wait(delay);
now = System.currentTimeMillis() - base;
}
}
}
park
每个线程都有自己的一个(C代码实现的) 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,也就是多次unpark后只会让紧跟着的一次park失效
先调用park 再调用unpark
- 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
- 调用 Unsafe.unpark(Thread_0) 方法,设置 _counter 为 1
- 唤醒 _cond 条件变量中的 Thread_0
- Thread_0 恢复运行
- 设置 _counter 为 0
先调用 unpark,再调用 park
- 调用 Unsafe.unpark(Thread_0) 方法,设置 _counter 为 1;
- 当前线程调用 Unsafe.park() 方法;
- 检查 _counter ,本情况为 1,这时线程无需阻塞,继续运行;
- 设置 _counter 为 0;