Android Java多线程中join()方法的详细分析

首先给出结论:t.join()方法只会使主线程(或者说调用t.join()的线程进入等待池并等待t线程执行完毕后才会被唤醒。并不影响同一时刻处在运行中的其他线程)

下面则是分析过程:
之前对于join方法只是了解它能够使得t.join()中的t优先执行,当t执行完才会执行其他线程。能够使得线程之间的并行执行变成串行执行。

public class TestJoin{
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
        Thread t1 = new ThreadTest("A");
        Thread 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);
        }
    }
}

运行结果:

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线程和B线程是交替执行的
而在其中加入join()方法后(后面的代码都省略了ThreadTest类的定义)

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();
    }
}

运行结果:

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

显然,使用t1.join()之后,B线程需要等A线程执行完毕之后才能执行。需要注意的是t1.join()需要等t1.start()执行之后执行才有效果,此外如果t1.join()放在t2.start()之后的话,仍然会交替执行,然而并不是没有效果。

为了深入理解,我们先看一看join()的源码。

    /**
     * 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无限时间直到被notify
            }
        } else {
            while (isAlive()) {
                long delay = millis - now;
                if (delay <= 0) {
                    break;
                }
                wait(delay);
                now = System.currentTimeMillis() - base;
            }
        }
    }

可以看出,join()方法的底层是利用了wait()方法实现。由此,join方法是一个同步方法,当主线程调用t1.join方法时,主线程先获得了t1对象的锁,随后进入方法,调用了t1对象的wait()方法,使主线程进入了t1对象的等待池,此时A线程则还在执行,并且随后的t2.start()还没被执行,因此B线程还没开始。等到A线程执行完毕之后,主线程继续执行,走到了t2.start(),B线程才会开始执行。

此外,对于join()的位置和作用的关系,我们可以用下面的例子来分析:

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");
    }
 
}

运行结果为:

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和主线程交替运行。加入join()方法之后

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");
    }
 
}

运行记结果为

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
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