LockSupport详解
前言
LockSupport是concurrent包中一个工具类，不支持构造，提供了一堆static方法，比如park(),unpark()等。
LockSupport中的主要成员及其加载时的初始化：
不难发现，他们在初始化的时候都是通过Unsafe去获得他们的内存地址，这里也可以理解为C中的指针。
Unsafe
Unsafe类可以参考我之前写的文章：深入理解sun.misc.Unsafe原理
parkBlockerOffset
提供给setBlocker和getBlocker使用。
由于Unsafe.putObject是无视java访问限制，直接修改目标内存地址的值。即使对象被volatile修饰，也是不需要写屏障的。关于屏障概念，可以参考 CyclicBarrier和CountDownLatch的用法与区别
这边的偏移量就算Thread这个类里面变量parkBlocker在内存中的偏移量:
JVM的实现可以自由选择如何实现Java对象的“布局“,也就是在内存里Java对象的各个部分放在哪里,包括对象的实例字段和一些元数据之类。 sun.misc.Unsafe里关于对象字段访问的方法把对象布局抽象出来,它提供了objectFieldOffset()方法用于获取某个字段相对 Java对象的“起始地址”的偏移量,也提供了getInt、getLong、getObject之类的方法可以使用前面获取的偏移量来访问某个Java 对象的某个字段。
为什么要用偏移量来获取对象？干吗不要直接写个get,set方法?
parkBlocker就是在线程处于阻塞的情况下才被赋值。线程都已经被阻塞了,如果不通过这种内存的方法,而是直接调用线程内的方法,线程是不会回应调用的。
SEED, PROBE, SECONDARY
都是Thread类中的内存偏移地址,主要用于ThreadLocalRandom类进行随机数生成,它要比Random性能好很多,可以看jdk源码ThreadLocalRandom.java了解详情，这儿就不贴了。
wait和notify/notifyAll
在看park()和unpark()之前，不妨来看下在没有LockSupport之前，是怎么实现让线程等待/唤醒的。
在没有LockSupport之前，线程的挂起和唤醒咱们都是通过Object的wait和notify/notifyAll方法实现。
写一段例子代码，线程A执行一段业务逻辑后调用wait阻塞住自己。主线程调用notify方法唤醒线程A，线程A然后打印自己执行的结果。
public static void main(String[] args) throws Exception {
final Object obj = new Object();
Thread A = new Thread(() -> {
int sum = 0;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
sum += i;
}
try {
obj.wait();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(sum);
});
A.start();
//睡眠一秒钟，保证线程A已经计算完成，阻塞在wait方法
Thread.sleep(1000);
obj.notify();
}
执行这段代码，不难发现这个错误：
原因很简单，wait和notify/notifyAll方法只能在同步代码块里用(这个有的面试官也会考察)。所以将代码修改为如下就可正常运行了：
public static void main(String[] args) throws Exception {
final Object obj = new Object();
Thread A = new Thread(() -> {
int sum = 0;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
sum += i;
}
try {
synchronized (obj) {
obj.wait();
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(sum);
});
A.start();
//睡眠一秒钟，保证线程A已经计算完成，阻塞在wait方法
Thread.sleep(1000);
synchronized (obj) {
obj.notify();
}
}
那如果咱们换成LockSupport呢？简单得很，看代码：
public static void main(String[] args) throws Exception {
Thread A = new Thread(() -> {
int sum = 0;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
sum += i;
}
LockSupport.park();
System.out.println(sum);
});
A.start();
//睡眠一秒钟，保证线程A已经计算完成，阻塞在wait方法
Thread.sleep(1000);
LockSupport.unpark(A);
}
LockSupport灵活性
如果只是LockSupport在使用起来比Object的wait/notify简单，那还真没必要专门讲解下LockSupport。最主要的是灵活性。
上边的例子代码中，主线程调用了Thread.sleep(1000)方法来等待线程A计算完成进入wait状态。如果去掉Thread.sleep()调用：
public static void main(String[] args) throws Exception {
final Object obj = new Object();
Thread A = new Thread(() -> {
int sum = 0;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
sum += i;
}
try {
synchronized (obj) {
obj.wait();
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(sum);
});
A.start();
//睡眠一秒钟，保证线程A已经计算完成，阻塞在wait方法
// Thread.sleep(1000);
synchronized (obj) {
obj.notify();
}
}
多次执行后，我们会发现：有的时候能够正常打印结果并退出程序，但有的时候线程无法打印结果阻塞住了。原因就在于主线程调用完notify后，线程A才进入wait方法，导致线程A一直阻塞住。由于线程A不是后台线程，所以整个程序无法退出。
那如果换做LockSupport呢？LockSupport就支持主线程先调用unpark后，线程A再调用park而不被阻塞吗？是的，没错。代码如下：
public static void main(String[] args) throws Exception {
Thread A = new Thread(() -> {
int sum = 0;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
sum += i;
}
LockSupport.park();
System.out.println(sum);
});
A.start();
//睡眠一秒钟，保证线程A已经计算完成，阻塞在wait方法
// Thread.sleep(1000);
LockSupport.unpark(A);
}
不管你执行多少次，这段代码都能正常打印结果并退出。这就是LockSupport最大的灵活所在。
小结一下，LockSupport比Object的wait/notify有两大优势：
- LockSupport不需要在同步代码块里 。所以线程间也不需要维护一个共享的同步对象了，实现了线程间的解耦。
- unpark函数可以先于park调用，所以不需要担心线程间的执行的先后顺序。
LockSupport原理
看源码，park和unpark都是直接调用了Unsafe的方法：深入理解sun.misc.Unsafe原理
Unsafe源码也相对简单，看下就行了：
void
sun::misc::Unsafe::unpark (::java::lang::Thread *thread)
{
natThread *nt = (natThread *) thread->data;
nt->park_helper.unpark ();
}
void
sun::misc::Unsafe::park (jboolean isAbsolute, jlong time)
{
using namespace ::java::lang;
Thread *thread = Thread::currentThread();
natThread *nt = (natThread *) thread->data;
nt->park_helper.park (isAbsolute, time);
}
LockSupport应用广泛
Future的get方法
LockSupport在Java的工具类用应用很广泛，咱们这里找几个例子感受感受。以Java里最常用的类ThreadPoolExecutor（线程池可参考ThreadPoolExecutor详解及线程池优化）。先看如下代码：
代码中我们向线程池中扔了一个任务，然后调用Future的get方法，同步阻塞等待线程池的执行结果。
这里就要问了：get方法是如何组塞住当前线程？线程池执行完任务后又是如何唤醒线程的呢？
咱们跟着源码一步步分析，先看线程池的submit方法的实现：
在submit方法里，线程池将我们提交的基于Callable实现的任务，封装为基于RunnableFuture实现的任务，然后将任务提交到线程池执行，并向当前线程返回RunnableFutrue。
进入newTaskFor方法，就一句话：return new FutureTask(callable);
所以，咱们主线程调用future的get方法就是FutureTask的get方法，线程池执行的任务对象也是FutureTask的实例。
接下来看看FutureTask的get方法的实现：
比较简单，就是判断下当前任务是否执行完毕，如果执行完毕直接返回任务结果，否则进入awaitDone方法阻塞等待。
awaitDone方法里，首先会用到之前说的CAS操作（参考深入理解sun.misc.Unsafe原理），将线程封装为WaitNode，保持下来，以供后续唤醒线程时用。再就是调用了LockSupport的park/parkNanos组塞住当前线程。
上边已经说完了阻塞等待任务结果的逻辑，接下来再看看线程池执行完任务，唤醒等待线程的逻辑实现。
前边说了，咱们提交的基于Callable实现的任务，已经被封装为FutureTask任务提交给了线程池执行，任务的执行就是FutureTask的run方法执行。如下是FutureTask的run方法：
c.call()就是执行我们提交的任务，任务执行完后调用了set方法，进入set方法发现set方法调用了finishCompletion方法，想必唤醒线程的工作就在这里边了，看看代码实现吧：
这边通过CAS操作将所有等待的线程拿出来，感觉越来越接近了，再看下最后完成方法finishCompletion：
果然，这边使用LockSupport的unpark唤醒每个线程。
ps. 这边对无用变量的回收细节也是十分惊人，可以看上方的代码注释。
阻塞队列中的应用
在使用线程池的过程中，不知道你有没有这么一个疑问：线程池里没有任务时，线程池里的线程在干嘛呢？
看过我的这篇文章ThreadPoolExecutor详解及线程池优化的一定知道，线程会调用队列的take方法阻塞等待新任务。那队列的take方法是不是也跟Future的get方法实现一样呢？咱们来看看源码实现。
与想象的有点出入，他是使用了Lock的Condition的await方法实现线程阻塞。但当我们继续追下去进入await方法，发现是通过AQS的await方法实现的，还是使用了LockSupport：
小结
多次调用unpark方法和调用一次unpark方法效果一样，因为都是直接将_counter赋值为1，而不是加1。简单说就是：线程A连续调用两次LockSupport.unpark(B)方法唤醒线程B，然后线程B调用两次LockSupport.park()方法， 线程B依旧会被阻塞。因为两次unpark调用效果跟一次调用一样，只能让线程B的第一次调用park方法不被阻塞，第二次调用依旧会阻塞。