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多线程(3) — join关键字

多线程(3) — join关键字

作者: 烧杰 | 来源:发表于2018-04-17 22:30 被阅读0次

    join ,用于等待其他线程完毕,即等待join的线程方法完成后再运行,否则处于阻塞状态。当在多线程中的某个线程使用join()那么之前的线程会等待join完成后再运行。在Join的API中描述为:“等待该线程完成”。
    eg:在A、B两个线程中,A调用B.join(),那么此时A会阻塞直到B执行完了A再接着执行。

    看例子:

    public class Join {
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    for (int i = 0; i < 30; i++) {
                        try {
                            Thread.sleep(300);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                    }
                }
            });
            Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    for (int i = 0; i < 30; i++) {
                        try {
                            Thread.sleep(300);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                    }
                }
            });
            Thread t3 = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    for (int i = 0; i < 30; i++) {
                        try {
                            Thread.sleep(300);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                    }
                }
            });
            t1.start();
            t1.join();      // 线程1调用join
            t2.start();
            t3.start();
        }
    }
    ======console======
    Thread-0
    Thread-0
    ...
    Thread-0
    Thread-0
    Thread-0
    Thread-2
    Thread-1
    Thread-2
    Thread-1
    Thread-2
    Thread-1
    ...
    

    发现线程1加了join()后第其他线程(包括主线程)就阻塞了,也就是说,在开启线程后调用join()就会让其他线程等待当前线程,当join线程完成了其他线程才开始运行。这也体现了join API中的“等待该线程完成”这句话。

    但是同样的代码,如果将t2设置成join的,(当然在线程调用start之后再调用join)那么按照之前的理解应该是t2运行,t1,t3及主线程应该阻塞等待t2运行完再运行:
    结果如下:

        ......  
            t1.start();
            t2.start();
            t2.join();  // 线程2调用join
            t3.start();
      ......
    ======console======
    ...
    ~~~ 线程1准备启动~~~
    ~~~ 线程2准备启动~~~
    ~~~ 线程2准备join~~~
    Thread-1
    Thread-0
    Thread-0
    Thread-1
    Thread-0
    Thread-1
    Thread-0
    Thread-1
    Thread-0
    ...
    ~~~ 线程3准备启动~~~
    Thread-2
    Thread-2
    Thread-2
    Thread-2
    Thread-2
    Thread-2
    Thread-2
    

    从结果中可以看出t1启动了再启动t2,然后t2在join之后与之前的t1线程一起运行,而后面的t3并没有运行,直到t1与t2相互打印到t2结束了,t3才开始与未完成的t1一起再执行。

    这出现了个问题,为什么t1,t2 start之后,调用t2.join(), t1依旧还在运行?
    先来看看join的底层源码:

        // join部分源码
        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);
                }
            } else {
                while (isAlive()) {
                    long delay = millis - now;
                    if (delay <= 0) {
                        break;
                    }
                    wait(delay);
                    now = System.currentTimeMillis() - base;
                }
            }
        }
    

    从源码中看出当join()是一个final的synchronized方法,因为join方法是一个 synchronized 的同步方法。
    举个例子,join是在main方法里被调用了。然后main方法就持有了 join方法的这个锁。然后join方法里面调用了 wait方法。这个过程的目的是让持有这个同步锁的线程进入等待。

    那么谁持有了这个同步锁呢?
    答案就是main方法,因为main方法调用了join方法。main方法就持有 synchronized 标记的这个锁,谁持有这个锁谁就等待。wait()方法只会让持有锁的线程进入等待,而启动线程的 start() 并没有持有锁,所以strat方法还是会执行,而join方法中的wait方法 使main 方法等待了。所以main方法就没有获取到CPU资源。然后join方法执行完之后,JVM底层执行了notify的操作。notify_all 之后 join方法结束,自然 main方法又获取到cpu资源了,然后thread2又可以取得cpu资源,然后又是这个过程。

    所以,join是指在目前没有获得到锁的运行的线程中和join线程一起执行直到join线程终止,后面的线程再开始执行与其他线程执行。

    (打印多次有种预感,join后线程的优先级好像高了些,上例中打印多次发现t1与t2一起时明显t2打印的多优先级高,所以join是否对优先级有影响后面再好好研究。。)

    另外,Join是控制多线程的顺序的一种简单的实现方法:
    比如上面的改成:

            ...
            t1.start();
            t1.join();
            t2.start();
            t2.join();     
            t3.start();
            ...
    ======console======
    Thread-0
    Thread-0
    Thread-0
    ...
    Thread-1
    Thread-1
    Thread-1
    ...
    Thread-2
    Thread-2
    ...
    ======
    

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