JAVA多線(xiàn)程中join()方法的使用方法

雖然關(guān)于討論線(xiàn)程join()方法的博客已經(jīng)非常極其特別多了，但是前幾天我有一個(gè)困惑卻沒(méi)有能夠得到詳細解釋?zhuān)褪钱斚到y中正在運行多個(gè)線(xiàn)程時(shí)，join()到底是暫停了哪些線(xiàn)程，大部分博客給的例子看起來(lái)都像是t.join()方法會(huì )使所有線(xiàn)程都暫停并等待t的執行完畢。當然，這也是因為我對多線(xiàn)程中的各種方法和同步的概念都理解的不是很透徹。通過(guò)看別人的分析和自己的實(shí)踐之后終于想明白了，詳細解釋一下希望能幫助到和我有相同困惑的同學(xué)。

首先給出結論：t.join()方法只會(huì )使主線(xiàn)程(或者說(shuō)調用t.join()的線(xiàn)程)進(jìn)入等待池并等待t線(xiàn)程執行完畢后才會(huì )被喚醒。并不影響同一時(shí)刻處在運行狀態(tài)的其他線(xiàn)程。

下面則是分析過(guò)程。

之前對于join()方法只是了解它能夠使得t.join()中的t優(yōu)先執行，當t執行完后才會(huì )執行其他線(xiàn)程。能夠使得線(xiàn)程之間的并行執行變成串行執行。

package CSDN;
public class TestJoin {
 
 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
  // TODO Auto-generated method stub
  ThreadTest t1=new ThreadTest("A");
  ThreadTest t2=new ThreadTest("B");
  t1.start();
  t2.start();
 }
 
 
}
class ThreadTest extends Thread {
 private String name;
 public ThreadTest(String name){
  this.name=name;
 }
 public void run(){
  for(int i=1;i<=5;i++){
    System.out.println(name+"-"+i);
  }  
 }
}

運行結果：

A-1
B-1
B-2
B-3
A-2
B-4
A-3
B-5
A-4
A-5

可以看出A線(xiàn)程和B線(xiàn)程是交替執行的。

而在其中加入join()方法后(后面的代碼都略去了ThreadTest類(lèi)的定義)

package CSDN;
public class TestJoin {
 
 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
  // TODO Auto-generated method stub
  ThreadTest t1=new ThreadTest("A");
  ThreadTest t2=new ThreadTest("B");
  t1.start();
  t1.join();
  t2.start();
 }
}

運行結果：

A-1
A-2
A-3
A-4
A-5
B-1
B-2
B-3
B-4
B-5

顯然，使用t1.join()之后，B線(xiàn)程需要等A線(xiàn)程執行完畢之后才能執行。需要注意的是，t1.join()需要等t1.start()執行之后執行才有效果，此外，如果t1.join()放在t2.start()之后的話(huà)，仍然會(huì )是交替執行，然而并不是沒(méi)有效果，這點(diǎn)困擾了我很久，也沒(méi)在別的博客里看到過(guò)。

為了深入理解，我們先看一下join()的源碼。

    /**
     * Waits for this thread to die.
     *
     * <p> An invocation of this method behaves in exactly the same
     * way as the invocation
     *
     * <blockquote>
     * {@linkplain #join(long) join}{@code (0)}
     * </blockquote>
     *
     * @throws  InterruptedException
     *          if any thread has interrupted the current thread. The
     *          <i>interrupted status</i> of the current thread is
     *          cleared when this exception is thrown.
     */
    public final void join() throws InterruptedException {
        join(0);            //join()等同于join(0)
    }
    /**
     * Waits at most {@code millis} milliseconds for this thread to
     * die. A timeout of {@code 0} means to wait forever.
     *
     * <p> This implementation uses a loop of {@code this.wait} calls
     * conditioned on {@code this.isAlive}. As a thread terminates the
     * {@code this.notifyAll} method is invoked. It is recommended that
     * applications not use {@code wait}, {@code notify}, or
     * {@code notifyAll} on {@code Thread} instances.
     *
     * @param  millis
     *         the time to wait in milliseconds
     *
     * @throws  IllegalArgumentException
     *          if the value of {@code millis} is negative
     *
     * @throws  InterruptedException
     *          if any thread has interrupted the current thread. The
     *          <i>interrupted status</i> of the current thread is
     *          cleared when this exception is thrown.
     */
    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);           //join(0)等同于wait(0)，即wait無(wú)限時(shí)間直到被notify
            }
        } else {
            while (isAlive()) {
                long delay = millis - now;
                if (delay <= 0) {
                    break;
                }
                wait(delay);
                now = System.currentTimeMillis() - base;
            }
        }
    }

可以看出，join()方法的底層是利用wait()方法實(shí)現的?？梢钥闯?，join方法是一個(gè)同步方法，當主線(xiàn)程調用t1.join()方法時(shí)，主線(xiàn)程先獲得了t1對象的鎖，隨后進(jìn)入方法，調用了t1對象的wait()方法，使主線(xiàn)程進(jìn)入了t1對象的等待池，此時(shí)，A線(xiàn)程則還在執行，并且隨后的t2.start()還沒(méi)被執行，因此，B線(xiàn)程也還沒(méi)開(kāi)始。等到A線(xiàn)程執行完畢之后，主線(xiàn)程繼續執行，走到了t2.start()，B線(xiàn)程才會(huì )開(kāi)始執行。

此外，對于join()的位置和作用的關(guān)系，我們可以用下面的例子來(lái)分析

package CSDN;
 
public class TestJoin {
 
 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
  // TODO Auto-generated method stub
  System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" start");
  ThreadTest t1=new ThreadTest("A");
  ThreadTest t2=new ThreadTest("B");
  ThreadTest t3=new ThreadTest("C");
  System.out.println("t1start");
  t1.start();
  System.out.println("t2start");
  t2.start();
  System.out.println("t3start");
  t3.start();
  System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" end");
 } 
}

運行結果為

main start
t1start
t1end
t2start
t2end
t3start
t3end
A-1
A-2
main end
C-1
C-2
C-3
C-4
C-5
A-3
B-1
B-2
B-3
B-4
B-5
A-4
A-5

A、B、C和主線(xiàn)程交替運行。加入join()方法后

package CSDN;
 
public class TestJoin {
 
 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
  // TODO Auto-generated method stub
  System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" start");
  ThreadTest t1=new ThreadTest("A");
  ThreadTest t2=new ThreadTest("B");
  ThreadTest t3=new ThreadTest("C");
  System.out.println("t1start");
  t1.start();
  System.out.println("t1end");
  System.out.println("t2start");
  t2.start();
  System.out.println("t2end");
  t1.join();
  System.out.println("t3start");
  t3.start();
  System.out.println("t3end");
  System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" end");
 } 
}

運行結果：

main start
t1start
t1end
t2start
t2end
A-1
B-1
A-2
A-3
A-4
A-5
B-2
t3start
t3end
B-3
main end
B-4
B-5
C-1
C-2
C-3
C-4
C-5

多次實(shí)驗可以看出，主線(xiàn)程在t1.join()方法處停止，并需要等待A線(xiàn)程執行完畢后才會(huì )執行t3.start()，然而，并不影響B(tài)線(xiàn)程的執行。因此，可以得出結論，t.join()方法只會(huì )使主線(xiàn)程進(jìn)入等待池并等待t線(xiàn)程執行完畢后才會(huì )被喚醒。并不影響同一時(shí)刻處在運行狀態(tài)的其他線(xiàn)程。

PS:join源碼中，只會(huì )調用wait方法，并沒(méi)有在結束時(shí)調用notify，這是因為線(xiàn)程在die的時(shí)候會(huì )自動(dòng)調用自身的notifyAll方法，來(lái)釋放所有的資源和鎖。

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