Java多线程中join方法的理解

时间：2023-03-09 01:45:22
Java多线程中join方法的理解

thread.Join把指定的线程加入到当前线程，可以将两个交替执行的线程合并为顺序执行的线程。比如在线程B中调用了线程A的Join()方法，直到线程A执行完毕后，才会继续执行线程B。

t.join();      //使调用线程 t 在此之前执行完毕。
t.join(1000);  //等待 t 线程，等待时间是1000毫秒

先上一段JDK中代码：

  1. /**
  2. *  Waits at most <code>millis</code> milliseconds for this thread to
  3. * die. A timeout of <code>0</code> means to wait forever.
  4. */
  5. //此处A timeout of 0 means to wait forever 字面意思是永远等待，其实是等到t结束后。
  6. public final synchronized void join(long millis)    throws InterruptedException {
  7. long base = System.currentTimeMillis();
  8. long now = 0;
  9. if (millis < 0) {
  10. throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");
  11. }
  12. if (millis == 0) {
  13. while (isAlive()) {
  14. wait(0);
  15. }
  16. } else {
  17. while (isAlive()) {
  18. long delay = millis - now;
  19. if (delay <= 0) {
  20. break;
  21. }
  22. wait(delay);
  23. now = System.currentTimeMillis() - base;
  24. }
  25. }
  26. }

从代码上看，如果线程被生成了，但还未被起动，调用它的
join()
方法是没有作用的，将直接继续向下执行

Join方法实现是通过wait（小提示：Object 提供的方法）。 当main线程调用t.join时候，main线程会获得线程对象t的锁（wait 意味着拿到该对象的锁),调用该对象的wait(等待时间)，直到该对象唤醒main线程
，比如退出后。这就意味着main
线程调用t.join时，必须能够拿到线程t对象的锁

Example1：

  1. public class JoinTest implements Runnable{
  2. public static int a = 0;
  3. public void run() {
  4. for (int k = 0; k < 5; k++) {
  5. a = a + 1;
  6. }
  7. }
  8. public static void main(String[] args) throws Exception {
  9. Runnable r = new JoinTest();
  10. Thread t = new Thread(r);
  11. t.start();
  12. System.out.println(a);
  13. }
  14. }

请
问程序的输出结果是5吗？答案是：有可能。其实你很难遇到输出5的时候，通常情况下都不是5。当然这也和机器有严重的关系。为什么呢？我的解释是当主线程
main方法执行System.out.println(a);这条语句时，线程还没有真正开始运行，或许正在为它分配资源准备运行。因为为线程分配资源需要时间，而main方法执行完t.start()方法后继续往下执行System.out.println(a);,这个时候得到的结果是a还没有被
改变的值0
。怎样才能让输出结果为5！其实很简单，join() 方法提供了这种功能。join() 方法，它能够使调用该方法的线程在此之前执行完毕。

  1. public static void main(String[] args) throws Exception {
  2. Runnable r = new JoinTest();
  3. Thread t = new Thread(r);
  4. t.start();
  5. t.join(); //加入join()
  6. System.out.println(a);
  7. }

这个时候，程序输入结果始终为5。

为
了证明如果不使用t.join()方法，主线程main方法的System.out.println(a);语句将抢先执行，我们可以在main方法中加入一个循环，这个循环用来延长main方法执行的时间，循环次数将严重取决于机器性能。如果循环次数得当，我们也可以看到a的输出结果是5。

  1. public static void main(String[] args) throws Exception {
  2. Runnable r = new JoinTest();
  3. Thread t = new Thread(r);
  4. t.start();
  5. //t.join(); //加入join()
  6. /*
  7. 注意循环体内一定要有实际执行语句，否则编译器或JVM可能优化掉你的这段代码，视这段代
  8. 码为无效。
  9. */
  10. for (int i=0; i<300; i++) {
  11. System.out.print(i);
  12. }
  13. System.out.println();
  14. System.out.println(a);
  15. }

经自己测试，最后a一直是5.

本例参考：http://agio.iteye.com/blog/210600

Example2：join(n)

  1. class RunnableImpl implements Runnable {
  2. public void run() {
  3. try {
  4. System.out.println("Begin sleep");
  5. Thread.sleep(1000);
  6. System.out.println("End sleep");
  7. } catch (InterruptedException e) {
  8. e.printStackTrace();
  9. }
  10. }
  11. }
  1. public class JoinTest{
  2. public static void main(String[] args) {
  3. Thread t = new Thread(new RunnableImpl());
  4. t.start();
  5. try {
  6. t.join(1000);
  7. System.out.println("joinFinish");
  8. } catch (InterruptedException e) {
  9. e.printStackTrace();
  10. }
  11. }
  12. }

结果是：
Begin sleep
End sleep
joinFinish

明白了吧，当main线程调用t.join时，main线程等待t线程，等待时间是1000，如果t线程Sleep 2000呢

  1. class RunnableImpl implements Runnable {
  2. public void run() {
  3. try {
  4. System.out.println("Begin sleep");
  5. Thread.sleep(2000); //原来为1000
  6. System.out.println("End sleep");
  7. } catch (InterruptedException e) {
  8. e.printStackTrace();
  9. }
  10. }
  11. }

结果是：
Begin sleep
joinFinish
End sleep
也就是说main线程只等1000毫秒，不管T什么时候结束.

参考：http://blog.csdn.net/FG2006/archive/2011/05/04/6393768.aspx

Example3：

  1. class CustomThread1 extends Thread {
  2. public void run() {
  3. String threadName = Thread.currentThread().getName();
  4. System.out.println(threadName + " start.");
  5. try {
  6. for (int i = 0; i < 5; i++) {
  7. System.out.println(threadName + " loop at " + i);
  8. Thread.sleep(1000);
  9. }
  10. System.out.println(threadName + " end.");
  11. } catch (Exception e) {
  12. System.out.println("Exception from " + threadName + ".run");
  13. }
  14. }
  15. }
  16. class CustomThread extends Thread {
  17. CustomThread1 t1;
  18. public CustomThread(CustomThread1 t1) {
  19. this.t1 = t1;
  20. }
  21. public void run() {
  22. String threadName = Thread.currentThread().getName();
  23. System.out.println(threadName + " start.");
  24. try {
  25. t1.join();
  26. System.out.println(threadName + " end.");
  27. } catch (Exception e) {
  28. System.out.println("Exception from " + threadName + ".run");
  29. }
  30. }
  31. }
  32. public class JoinTestDemo {
  33. public static void main(String[] args) {
  34. String threadName = Thread.currentThread().getName();
  35. System.out.println(threadName + " start.");
  36. CustomThread1 t1 = new CustomThread1();
  37. CustomThread t = new CustomThread(t1);
  38. try {
  39. t1.start();
  40. Thread.sleep(2000);
  41. t.start();
  42. t.join(); //在代碼2里，將此處注釋掉
  43. } catch (Exception e) {
  44. System.out.println("Exception from main");
  45. }
  46. System.out.println(threadName + " end!");
  47. }
  48. }

结果：

main start.    //main方法所在的线程起动，但没有马上结束，因为调用t.join();，所以要等到t结束了，此线程才能向下执行。

[CustomThread1] Thread start.     //线程CustomThread1起动
[CustomThread1] Thread loop at 0  //线程CustomThread1执行
[CustomThread1] Thread loop at 1  //线程CustomThread1执行
[CustomThread] Thread start.      //线程CustomThread起动，但没有马上结束，因为调用t1.join();，所以要等到t1结束了，此线程才能向下执行。
[CustomThread1] Thread loop at 2  //线程CustomThread1继续执行
[CustomThread1] Thread loop at 3  //线程CustomThread1继续执行
[CustomThread1] Thread loop at 4  //线程CustomThread1继续执行
[CustomThread1] Thread end.       //线程CustomThread1结束了
[CustomThread] Thread end.        // 线程CustomThread在t1.join();阻塞处起动，向下继续执行的结果

main end!      //线程CustomThread结束，此线程在t.join();阻塞处起动，向下继续执行的结果。

将上例中的join注释掉：

  1. public class JoinTestDemo {
  2. public static void main(String[] args) {
  3. String threadName = Thread.currentThread().getName();
  4. System.out.println(threadName + " start.");
  5. CustomThread1 t1 = new CustomThread1();
  6. CustomThread t = new CustomThread(t1);
  7. try {
  8. t1.start();
  9. Thread.sleep(2000);
  10. t.start();
  11. //t.join();
  12. } catch (Exception e) {
  13. System.out.println("Exception from main");
  14. }
  15. System.out.println(threadName + " end!");
  16. }
  17. }

结果：

main start. // main方法所在的线程起动，但没有马上结束，这里并不是因为join方法，而是因为Thread.sleep(2000);

[CustomThread1] Thread start.      //线程CustomThread1起动
[CustomThread1] Thread loop at 0   //线程CustomThread1执行
[CustomThread1] Thread loop at 1   //线程CustomThread1执行
main end!   // Thread.sleep(2000);结束，虽然在线程CustomThread执行了t1.join();，但这并不会影响到其他线程(这里main方法所在的线程)。
[CustomThread] Thread start.       //线程CustomThread起动，但没有马上结束，因为调用t1.join();，所以要等到t1结束了，此线程才能向下执行。
[CustomThread1] Thread loop at 2   //线程CustomThread1继续执行
[CustomThread1] Thread loop at 3   //线程CustomThread1继续执行
[CustomThread1] Thread loop at 4   //线程CustomThread1继续执行
[CustomThread1] Thread end.       //线程CustomThread1结束了
[CustomThread] Thread end.        // 线程CustomThread在t1.join();阻塞处起动，向下继续执行的结果

本例参考：http://blog.csdn.net/bzwm/archive/2009/02/12/3881392.aspx

Example4
：

main
线程调用t.join时，必须能够拿到线程t对象的锁，如果拿不到它是无法wait的
，刚开的例子t.join(1000)不是说明了main线程等待1
秒，如果在它等待之前，其他线程获取了t对象的锁，它等待时间可不就是1毫秒了
。

  1. class RunnableImpl implements Runnable {
  2. public void run() {
  3. try {
  4. System.out.println("Begin sleep");
  5. Thread.sleep(2000);
  6. System.out.println("End sleep");
  7. } catch (InterruptedException e) {
  8. e.printStackTrace();
  9. }
  10. }
  11. }
  1. class ThreadTest extends Thread {
  2. Thread thread;
  3. public ThreadTest(Thread thread) {
  4. this.thread = thread;
  5. }
  6. @Override
  7. public void run() {
  8. synchronized (thread) {
  9. System.out.println("getObjectLock");
  10. try {
  11. Thread.sleep(9000);
  12. } catch (InterruptedException ex) {
  13. ex.printStackTrace();
  14. }
  15. System.out.println("ReleaseObjectLock");
  16. }
  17. }
  18. }
  1. public class JoinTest {
  2. public static void main(String[] args) {
  3. Thread t = new Thread(new RunnableImpl());
  4. new ThreadTest(t).start();
  5. t.start();
  6. try {
  7. t.join();
  8. System.out.println("joinFinish");
  9. } catch (InterruptedException e) {
  10. e.printStackTrace();
  11. }
  12. }
  13. }

结果：
getObjectLock
Begin sleep
End sleep
ReleaseObjectLock
joinFinish

在main方法中

通过new
 ThreadTest(t).start()实例化
ThreadTest
线程对象， 它
通过
synchronized
 (thread)
，获取线程对象t的锁，并Sleep（9000）后释放，这就意味着，即使main方法t.join(1000)等待一秒钟，它必须等待ThreadTest
线程释放t锁后才能进入wait方法中，它实际等待时间是9000+1000ms。

例子参考Example2来源.

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