源码加示例分享线程的 join 方法

炸一看到 join() 方法可能有点懵,不知道此方法是干啥的。下面从源码的角度分析一下此方法,并结合相应的示例彻底搞懂 join() 方法。

首先我们应该知道 join() 方法是定义在 Thread 类里面的,所以调用者必须也是一个线程类,必须先调用 start 方法再调用 join 方法
例如:

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Thread t = new CustomThread();
t.start(); # 注意要先调用 start 再调用 join
t.join();

代码示例如下:

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public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
System.out.println("Main started");

Thread t1 = new Thread(){
@Override
public void run() {
for (int i=1;i<=5;i++){
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("t1 print " + i);
}
}
};

t1.start();
t1.join();
System.out.println("Main over");
}

输出如下:
Main started
t1 print 1
t1 print 2
t1 print 3
t1 print 4
t1 print 5
Main over

有输出内容可知,主线程开始输出,然后再等待 t1 线程执行完成,最后主线程结束。但是 t1.join() 是如何保证先执行 t1 线程的呢?我们从源码角度看一下。

下面先看一下源码:

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/**
* 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);
}

由此源码可知 join 方法的作用是:等待该线程终止。 并且实际调用的方法是 join(0),join(0) 的源码是:

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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;
}
}
}

结合源码和示例分析可知,当程序执行到 t1.start() 方法时,t1 线程进入到 RUNNABLE 状态,但是 t1 未必获得到 CPU 的资源,所以 t1 未必立马执行。
分两种情况分析:
第一,假如 t1 获得 CPU 资源并立马执行,且在执行过程中 CPU 一直未切换,输出结果很合乎情理,为了避免这种情况,我故意添加了 Thread.sleep(500) 方法,防止 CPU 资源一直被 t1 占用的情况。

第二,t1 未获得 CPU 资源,而是由主线程即 main 方法所在的线程获得 CPU 资源,继续执行 t1.join() 方法,由 join(long millis) 方法的源码可知,此方法是一个同步方法,并且使用的锁是该线程对象本身。此时只有主线程访问,没有竞争的情况,所以主线程获得锁,继续执行到 while(isAlive()) 时,由于 t1 目前还在 JVM 虚拟机中,结果肯定为 true,所以主线程继续执行到 wait(0) 方法,此时主线程释放锁,并且处于 WATING 状态。我们都知道处于 WAITING 状态的线程如果有其他线程调用了 notify() 或者 notifyAll() 方法时,此线程才有 WAITING 状态转变为 RUNNABLE 状态,而此示例代码中并没有任何线程调用 notfiy() 和 notifyAll() 方法,所以 CPU 资源再次由 t1 线程获得并执行代码,输出 5 条打印内容,t1 线程结束变为 TERMINATED 状态。此时 CPU 的资源又切换到主线程,此时 isAlive() 方法返回 false,join() 方法执行结束,最后主线程输出 Main over。

由以上分析可知:

  1. join() 确实是等待该线程终止,具体一点就是调用该线程(t1)的线程(主线程),必须要等到该线程执行完成之后再执行,以上示例仅仅是以主线程和子线程为示例。

本文标题:源码加示例分享线程的 join 方法

文章作者:javaliu

发布时间:2019年01月09日 - 09:58

最后更新:2019年03月16日 - 19:38

原始链接:https://www.javaliu.com/2019/01/09/thread-join/

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