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详解Unsafe类中的park/unpark方法_底层LockSupport的实现机制

P粉602998670

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发布时间:2026-02-16 08:11:13

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来源于php中文网

原创

park/unpark 不是 wait/notify 的替代品,因二者抽象层级不同:前者是无锁、线程级许可机制的底层原语,后者依赖对象监视器且必须在 synchronized 块内调用。

详解unsafe类中的park/unpark方法_底层locksupport的实现机制

park/unpark 为什么不是 Object.wait/notify 的替代品

它们根本不在一个抽象层级上:LockSupport.park() 是 JVM 线程阻塞的底层原语,不关联任何对象监视器(monitor),也不需要 synchronized 块;而 Object.wait() 必须在已获取该对象锁的前提下调用,否则抛 IllegalMonitorStateException

常见错误现象:直接把 park() 当成“更轻量的 wait()”来用,结果发现唤醒失效、线程卡死,或者和 synchronized 混用导致死锁逻辑混乱。

  • park() 不检查调用上下文,无锁也能调,但也没法保证唤醒顺序或配对关系
  • unpark(Thread) 可以提前调用,效果会“累积”——哪怕目标线程还没 park,下次 park 会直接返回,这是 wait/notify 完全不具备的特性
  • 没有超时重试机制的裸 park() 调用极易造成永久挂起,必须配合中断或超时判断

LockSupport.park() 底层到底做了什么

它最终调用的是 JVM 内部的 Unsafe.park(),后者在 HotSpot 中会转入平台相关代码(Linux 下是 pthread_cond_wait() + pthread_mutex_lock() 组合,但封装得极薄);关键点在于:JVM 为每个 Java 线程维护了一个独立的「许可(permit)」状态,初始为 0。

执行 park() 时:若 permit == 1,则原子置 0 并立即返回;否则线程被挂起,等待 permit 变为 1。执行 unpark(t) 时:将 t 的 permit 置为 1(如果尚未为 1)。

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  • permit 是二值的(0 或 1),多次 unpark() 和一次等效,不会叠加
  • 没有“队列”概念,unpark() 对已结束的线程无效,也不会报错
  • 线程被 park() 挂起后,仍可被 interrupt() 中断,此时会清空 permit 并抛 InterruptedException

为什么 AQS 用 park/unpark 而不用 wait/notify

因为 AQS 的同步逻辑依赖“精准唤醒指定线程”,而 notify() 只能随机唤醒一个等待者,notifyAll() 又太重;park()/unpark(Thread) 允许你明确控制哪个线程该醒、什么时候醒,且无需共享锁对象。

典型使用场景:ReentrantLock 的公平锁模式中,头结点出队后,AQS 直接对下一个节点对应的线程调用 LockSupport.unpark(node.thread),跳过所有中间竞争逻辑。

  • AQS 节点入队时并不 park,而是先尝试 CAS 获取状态,失败后再 park() —— 这种“乐观尝试 + 懒挂起”是 wait/notify 做不到的
  • wait/notify 的 monitor 锁绑定在线程栈帧上,无法跨方法传递;而 permit 属于线程级状态,可在任意位置 unpark()
  • 性能上:park/unpark 避免了 monitor 的 enter/exit 开销,在高竞争下更可控

实际写代码时最容易漏掉的三件事

写自定义同步器或调试线程挂起问题时,这几个点几乎必踩:

  • 忘记检查 Thread.interrupted() —— park() 返回后不判断中断状态,会导致中断被吞,上层逻辑失去响应能力
  • 误以为 unpark() 必须在 park() 之前调用 —— 实际可以乱序,但一旦 park() 返回,permit 就归零,后续 unpark() 才有效
  • 在非 volatile 字段上做 park 前的状态检查(比如 while (!ready) LockSupport.park())—— 缺少内存屏障,可能导致线程永远看不到 ready 变化,必须配合 volatile 读或 Unsafe.loadFence()

复杂点在于:permit 状态不可见、不可调试、不报错,出问题时往往表现为“某线程突然不醒了”,而不是抛异常。查这类问题,优先看 unpark 是否真被执行、目标线程是否还存活、以及 park 前后的内存可见性保障是否到位。

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