Java线程Thread.join方法解析

join字面上是加入的意思,我们先看看join方法的解释和实现。

/**
     * Waits for this thread to die.
     * 调用方线程(调用join方法的线程)执行等待操作,直到被调用的线程(join方法所属的线程)结束,再被唤醒
     * <p> An invocation of this method behaves in exactly the same
     * way as the invocation
     *
     *
     * @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);
    }

这里join是调用的

/**
     * Waits at most {@code millis} milliseconds for this thread to
     * die. A timeout of {@code 0} means to wait forever.
     * 等待线程执行结束,或者指定的最大等待时间到了,调用方线程再次被唤醒,如果最大等待时间为0,则只能等线程执行结束,才能被唤醒。
     * <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.
     *
     * 
     */
    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;
            }
        }
    }

可以看到,join方法本身是通过wait方法来实现等待的,这里判断如果线程还在运行中的话,则继续等待,如果指定时间到了,或者线程运行完成了,则代码继续向下执行,调用线程就可以执行后面的逻辑了。
但是在这里没有看到哪里调用notify或者notifyAll方法,如果没有调用的话,那调用方线程会一直等待下去,那是哪里调用了唤醒它的方法呢?通过查证得知,原来在线程结束时,java虚拟机会执行该线程的本地exit方法,

//线程退出函数:
void JavaThread::exit(bool destroy_vm, ExitType exit_type) {
...
//这里会处理join相关的销毁逻辑
ensure_join(this);
...
}
//处理join相关的销毁逻辑
    static void ensure_join(JavaThread* thread) {
      Handle threadObj(thread, thread->threadObj());

      ObjectLocker lock(threadObj, thread);

      thread->clear_pending_exception();

      java_lang_Thread::set_thread_status(threadObj(), java_lang_Thread::TERMINATED);

      java_lang_Thread::set_thread(threadObj(), NULL);

      //这里就调用notifyAll方法,唤醒等待的线程
      lock.notify_all(thread);

      thread->clear_pending_exception();
    }

这样线程什么时候被唤醒就明白了。下面写个例子看下效果。

public class JoinTest {
    
    public static void main(String[] args) {
        
        ThreadBoy boy = new ThreadBoy();
        boy.start();
        
    }
    
    static class ThreadBoy extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            
            System.out.println("男孩和女孩准备出去逛街");
            
            ThreadGirl girl = new ThreadGirl();
            girl.start();
            
            try {
                girl.join();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            
            System.out.println("男孩和女孩开始去逛街了");
        }
    }
    
    static class ThreadGirl extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            int time = 5000;
            
            System.out.println("女孩开始化妆,男孩在等待。。。");
            
            try {
                Thread.sleep(time);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            
            System.out.println("女孩化妆完成!,耗时" + time);
            
        }
    }
    
}

执行结果为:
男孩和女孩准备出去逛街
女孩开始化妆,男孩在等待。。。
女孩化妆完成!,耗时5000
男孩和女孩开始去逛街了

就是男孩和女孩准备去逛街,女孩要化妆先,等女孩化妆完成了,再一起去逛街。

那join(time)的用法是怎么样的呢?

public class JoinTest {
    
    public static void main(String[] args) {
        
        ThreadBoy boy = new ThreadBoy();
        boy.start();
        
    }
    
    static class ThreadBoy extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            
            System.out.println("男孩和女孩准备出去逛街");
            
            ThreadGirl girl = new ThreadGirl();
            girl.start();
            
            int time = 2000;
            try {
                girl.join(time);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            
            System.out.println("男孩等了" + time + ", 不想再等了,去逛街了");
        }
    }
    
    static class ThreadGirl extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            int time = 5000;
            
            System.out.println("女孩开始化妆,男孩在等待。。。");
            
            try {
                Thread.sleep(time);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            
            System.out.println("女孩化妆完成!,耗时" + time);
            
        }
    }
    
}

这里仅仅把join方法换成了join(time)方法,描述改了点,打印的结果是:
男孩和女孩准备出去逛街
女孩开始化妆,男孩在等待。。。
男孩等了2000, 不想再等了,去逛街了
女孩化妆完成!,耗时5000

男孩等了join(time)中的time时间,如果这个time时间到达之后,女孩所在的线程还没执行完,则不等待了,继续执行后面的逻辑,就是不等女孩了,自己去逛街。

由此看出,join方法是为了比较方便的实现两个线程的同步执行,线程1执行,碰到线程2后,等待线程2执行后,再继续执行线程1的执行,加入的意思现在就比较形象化了。

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