多线程中join()方法的分析

现在有 T1、T2、T3 三个线程，你怎样保证 T2 在 T1 执行完后执行，T3 在 T2 执行完后执 行？

      这个线程问题通常会在第一轮或电话面试阶段被问到，目的是检测你对”join”方法是否熟 悉。这个多线程问题比较简单，可以用 join 方法实现。

 

首先给出结论：t.join()方法只会使主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状态的其他线程。

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执行完后才会执行其他线程。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 {
        // TODO Auto-generated method stub
        ThreadTest t1=new ThreadTest("A");
        ThreadTest 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(后面的代码都略去了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，仍然会是交替执行，然而并不是没有效果，这点困扰了我很久，也没在别的博客里看到过。

为了深入理解，我们先看一下join()的源码。

    /**
     * Waits for this thread to die.
     *
     * 
 An invocation of this method behaves in exactly the same
     * way as the invocation
     *
     * 

     * {@linkplain #join(long) join}{@code (0)}
     * 
     *
     * @throws  InterruptedException
     *          if any thread has interrupted the current thread. The
     *          interrupted status 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.
     *
     * 
 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
     *          interrupted status 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wait()方法实现的。可以看出，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线程也还没开始。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。

PS:join源码中，只会调用wait方法，并没有在结束时调用notify，这是因为线程在die的时候会自动调用自身的notifyAll方法，来释放所有的资源和锁。