ava1.5加入的JUC并发包，就像一把好用的瑞士jundao，极大的丰富了Java处理并发的手段，但JUC并不简单，有一定的学习成本，我曾经也断断续续看过一些JUC的实现源码，但是既不系统也不够深入，这次决定重新出发，重新拜读大师Doug Lea的神作，所以自己也是抱着以学代练的心态，记录自己的学习心得，难免有理解不到位的地方，大家轻喷哈

为什么要阅读源码

不知道你有没有这样的感觉，在使用JUC中提供的工具类处理并发时，有一种死记硬背的感觉，比如LockSupport应该怎么用，CountDownLatch能干嘛，但并不清楚其实现原理，只知道how不知道why，这种状态有二个比较大的问题。

死记硬背，比较容易遗忘，在工作中使用容易挖坑，风险大

对JUC的认识不够深入，知识不能够形成体系，难以融会贯通，灵活运用

那要深入，最直接有效的办法就是阅读源码！

为什么要先解析LockSupport

我们知道JUC看似有很多类，结构错综复杂，但是如果要从中挑出最重要的一个类，那一定是队列同步器AbstractQueuedSynchronizer, 而AbstractQueuedSynchronizer又是利用LockSupport来控制线程的状态，从而达到线程在等待唤醒之间切换的目的。而我们处理并发，重点就是管理线程的状态，所以理解LockSupport是很重要的一个基础。

LockSupoort的简单使用

先来看一个简单的例子

启动一个worker线程，主线程先sleep 500ms，worker线程因为调用了LockSupport的park，会等待，直到主线程sleep结束，调用unpark唤醒worker线程。那么在JUC之前，我们常用的让线程等待的方法如下

主要有三点区别

LockSupport.park和unpark不需要在同步代码块中，wait和notify是需要的。

LockSupport的pork和unpark是针对线程的，而wait和notify是可以是任意对象。

LockSupport的unpark可以让指定线程被唤醒，但是notify是随机唤醒一个，notifyAll是全部唤醒，不够灵活。

LockSupport源码解读

前面只是铺垫，现在来到我们的主菜，解读LockSupport的park和unpark方法，当然还有一些其他类似的重载方法，如parkUntil，parkNanos，它们的大体原理类似，感兴趣大家可以自行查阅源码。

这篇文章以及后续的文章，分析的源码都基于Open Jdk 8。

LockSupport.unpark

为什么先讲unpark方法，因为unpark代码量少一些，相对简单，柿子先捡软的捏-

参数thread是我们要唤醒的目标线程，先判空，然后调用UNSAFE.unpark，UNSAFE是Unsafe对象，不要被这个名字吓到，这个类提供了很多有用的方法，之前的文章也有提到过，比如获取类对象中属性的内存偏移地址，还有 CAS操作等。但是这个Unsafe对象必须使用反射得到然后才能正常使用，因为getUnsafe方法有判断当前类加载器是不是BootStrapClassLoader。我们继续查看Unsafe类unpark的实现。

可以看到unpark是一个native方法，它的native实现是在 hotspot\src\share\vm\prims\\unsafe.cpp 看下代码实现，

根据上面的代码，我们需要知道二个native层的类，JavaThread类和Parker类

JavaThread类很长，这里只列出几个成员变量，现在只需要知道它是native层的Thread，成员变量_threadObj是Java层的thread对象，通过它native层可以调用Java层的代码。我们继续重点看下Parker类的实现。

我们重点关注_counter字段，可以简单理解为_counter字段 > 0时，可以通行，即park方法会直接返回，另外park方法返回后，_counter会被赋值为0，unpark方法可以将_counter置为1，并且唤醒当前等待的线程。

可以看到Parker的父类是os::PlatformParker，那这个类又是干嘛的呢？这里先插个题外话， 我们都知道，Java是跨平台的，我们在应用层定义的Thread肯定依赖于具体的平台，不同的平台有不同实现，比如Linux是一套代码，Windows是另外一套，那我们就能理解了，PlatformParker根据平台有不同的实现。在OpenJdk8的实现中支持5个平台

aix

bsd

linux

solaris

windows

我们知道Linux是现在使用比较广泛的操作系统，比如熟知的Android是基于Linux内核，所以这里我们就挑选Linux来分析吧。对应的文件路径hotspot\src\os\linux\vm\os_linux.cpp

代码不多，都加了注释，总体来说就是根据Park类的成员变量_counter来做加锁解锁和唤醒操作，在Linux平台， 加锁用的pthread_mutex_lock，解锁是pthread_mutex_unlock，唤醒是pthread_cond_signal 。接下来解析LockSupport的park方法。

LockSupport.park

先看下Java层park方法的实现

Unsafe中的实现

public native void park(boolean var1, long var2);

仍然是一个native方法，我们继续跟进去看下

省略了非关键代码，重点是park方法，这个thread我们前面已经遇到过，就是native层的JavaThread对象，然后调用Parker的park方法，继续跟进去linux平台的os_linux.cpp的实现

void Parker::park(bool isAbsolute, jlong time) {

// 先原子的将_counter的值设为0，并返回_counter的原值，如果原值>0说明有通行证，直接返回

if (Atomic::xchg(0, &_counter) > 0) return;

Thread* thread = Thread::current();

assert(thread->is_Java_thread(), "Must be JavaThread");

JavaThread *jt = (JavaThread *)thread;

// 判断线程是否已经被中断

if (Thread::is_interrupted(thread, false)) {

return;

}

// Next, demultiplex/decode time arguments

timespec absTime;

// park方法的传参是isAbsolute = false, time = 0，所以会继续往下走

if (time < 0 || (isAbsolute && time == 0) ) { // don't wait at all

return;

}

// 这里time为0，如果调用的是parkNanos或者parkUtil，这里time就会>0，

if (time > 0) {

// 如果time > 0，unpackTime计算absTime的时间

unpackTime(&absTime, isAbsolute, time);

}

ThreadBlockInVM tbivm(jt);

// 再次判断线程是否被中断，如果没有被中断，尝试获得互斥锁，如果获取失败，直接返回

if (Thread::is_interrupted(thread, false) || pthread_mutex_trylock(_mutex) != 0) {

return;

}

int status ;

// 如果_counter > 0, 不需要等待，这里再次检查_counter的值

if (_counter > 0) { // no wait needed

_counter = 0;

status = pthread_mutex_unlock(_mutex);

assert (status == 0, "invariant") ;

// 插入一个写内存屏障，保证可见性，具体实现见下方

OrderAccess::fence();

return;

}

// 省略assert代码

OSThreadWaitState osts(thread->osthread(), false /* not Object.wait() */);

// 设置JavaThread的_suspend_equivalent为true，表示线程被暂停

jt->set_suspend_equivalent();

// cleared by handle_special_suspend_equivalent_condition() or java_suspend_self()

assert(_cur_index == -1, "invariant");

if (time == 0) {

_cur_index = REL_INDEX; // arbitrary choice when not timed

// 让线程等待_cond[_cur_index]信号，到这里线程进入等待状态

status = pthread_cond_wait (&_cond[_cur_index], _mutex) ;

} else {

_cur_index = isAbsolute ? ABS_INDEX : REL_INDEX;

// 线程进入有超时时间的等待，内部实现调用了pthread_cond_timedwait系统调用

status = os::Linux::safe_cond_timedwait (&_cond[_cur_index], _mutex, &absTime) ;

if (status != 0 && WorkAroundNPTLTimedWaitHang) {

pthread_cond_destroy (&_cond[_cur_index]) ;

pthread_cond_init (&_cond[_cur_index], isAbsolute ? NULL : os::Linux::condAttr());

}

}

_cur_index = -1;

// 省略assert代码

// _counter重新设置为0

_counter = 0 ;

// 释放互斥锁

status = pthread_mutex_unlock(_mutex) ;

assert_status(status == 0, status, "invariant") ;

// 插入写屏障

OrderAccess::fence();

// 省略额外检查代码

}

// OrderAccess::fence 在linux平台的实现

inline void OrderAccess::fence() {

// 如果是多核cpu

if (os::is_MP()) {

// always use locked addl since mfence is sometimes expensive

// 判断是否AMD64 CPU，汇编代码实现写屏障

#ifdef AMD64

__asm__ volatile ("lock; addl $0,0(%%rsp)" : : : "cc", "memory");

#else

__asm__ volatile ("lock; addl $0,0(%%esp)" : : : "cc", "memory");

#endif

}

}

上面分析了park的实现原理，有了前面unpark方法分析的知识铺垫，park方法应该很容易看懂。

收获和总结

通过LockSupport的源码阅读，可以总结出一下几点

native层的JavaThread通过Parker的_counter来表示通行证，>0表示可以通行，如果_counter=0，调用park线程会等待，直到被unpark唤醒，如果先调用unpack，再调用park会直接返回，并消费掉_counter（设置为0）。

Linux平台，线程等待和唤醒，加锁用的pthread_mutex_lock，解锁是pthread_mutex_unlock，唤醒是pthread_cond_signal，了解到这些心里就有数了，知其然知其所以然，何其快哉！

最后，还是想提一下Java层关于线程状态的小知识，可能有些同学会不是特别清楚，所以还是做个总结。 Java线程状态有以下6种。

NEW （新建的线程，还没有调用start）

RUNNABLE (调用了start，正在运行，或者在等待操作系统的调度，分配CPU时间片)

BLOCKED （synchronied，等待monitorEnter）

WAITING （wait，LockSupport.park 会进入该状态）

TIMED_WAITING (带等待时间的wait, LockSupport.parkNanos, parkUtil)

TERMINATED (线程执行结束)