深入理解java多线程中的join()

thread.Join把指定的线程加入到当前线程，可以将两个交替执行的线程合并为顺序执行的线程。比如在线程B中调用了线程A的Join()方法，直到线程A执行完毕后，才会继续执行线程B。 

t.join();      //使调用线程 t 在此之前执行完毕。 
t.join(1000);  //等待 t 线程，等待时间是1000毫秒

 

先上一段JDK中代码：

Java代码   

1. /** 
2.      *  Waits at most millis milliseconds for this thread to   
3.      * die. A timeout of 0 means to wait forever.   
4.      */  
5.     //此处A timeout of 0 means to wait forever 字面意思是永远等待，其实是等到t结束后。  
6.     public final synchronized void join(long millis)    throws InterruptedException {  
7.         long base = System.currentTimeMillis();  
8.         long now = 0;  
9.   
10.         if (millis < 0) {  
11.             throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");  
12.         }  
13.           
14.         if (millis == 0) {  
15.             while (isAlive()) {  
16.                 wait(0);  
17.             }  
18.         } else {  
19.             while (isAlive()) {  
20.                 long delay = millis - now;  
21.                 if (delay <= 0) {  
22.                     break;  
23.                 }  
24.                 wait(delay);  
25.                 now = System.currentTimeMillis() - base;  
26.             }  
27.         }  
28.     }  

 从代码上看，如果线程被生成了，但还未被起动，调用它的 join() 方法是没有作用的，将直接继续向下执行

 

Join方法实现是通过wait（小提示：Object 提供的方法）。 当main线程调用t.join时候，main线程会获得线程对象t的锁（wait 意味着拿到该对象的锁),调用该对象的wait(等待时间)，直到该对象唤醒main线程 ，比如退出后。这就意味着main 线程调用t.join时，必须能够拿到线程t对象的锁

 

Example1：

Java代码   

1. public class JoinTest implements Runnable{  
2.       
3.     public static int a = 0;  
4.   
5.     public void run() {  
6.         for (int k = 0; k < 5; k++) {  
7.             a = a + 1;  
8.         }  
9.     }  
10.   
11.     public static void main(String[] args) throws Exception {  
12.         Runnable r = new JoinTest();  
13.         Thread t = new Thread(r);  
14.         t.start();        
15.         System.out.println(a);  
16.     }         
17. }  

 请 问程序的输出结果是5吗？答案是：有可能。其实你很难遇到输出5的时候，通常情况下都不是5。当然这也和机器有严重的关系。为什么呢？我的解释是当主线程 main方法执行System.out.println(a);这条语句时，线程还没有真正开始运行，或许正在为它分配资源准备运行。因为为线程分配资源需要时间，而main方法执行完t.start()方法后继续往下执行System.out.println(a);,这个时候得到的结果是a还没有被 改变的值0 。怎样才能让输出结果为5！其实很简单，join() 方法提供了这种功能。join() 方法，它能够使调用该方法的线程在此之前执行完毕。

Java代码   

1. public static void main(String[] args) throws Exception {  
2.         Runnable r = new JoinTest();  
3.         Thread t = new Thread(r);  
4.         t.start();        
5.         t.join(); //加入join()  
6.         System.out.println(a);  
7.     }     

 这个时候，程序输入结果始终为5。 

为 了证明如果不使用t.join()方法，主线程main方法的System.out.println(a);语句将抢先执行，我们可以在main方法中加入一个循环，这个循环用来延长main方法执行的时间，循环次数将严重取决于机器性能。如果循环次数得当，我们也可以看到a的输出结果是5。

Java代码   

1. public static void main(String[] args) throws Exception {  
2.         Runnable r = new JoinTest();  
3.         Thread t = new Thread(r);  
4.         t.start();        
5.         //t.join(); //加入join()  
6.             /* 
7.              注意循环体内一定要有实际执行语句，否则编译器或JVM可能优化掉你的这段代码，视这段代 
8.              码为无效。             
9.             */  
10.             for (int i=0; i<300; i++) {                
11.                 System.out.print(i);  
12.             }  
13.             System.out.println();  
14.         System.out.println(a);  
15.     }         

 经自己测试，最后a一直是5.

本例参考： http://agio.iteye.com/blog/210600

 

Example2：join(n)

Java代码   

1. class RunnableImpl implements Runnable {  
2.   
3.     public void run() {  
4.         try {  
5.             System.out.println("Begin sleep");  
6.             Thread.sleep(1000);  
7.            System.out.println("End sleep");  
8.         } catch (InterruptedException e) {  
9.             e.printStackTrace();  
10.         }  
11.   
12.     }  
13. }  

 

Java代码   

1. public class JoinTest{  
2.       
3.     public static void main(String[] args) {  
4.         Thread t = new Thread(new RunnableImpl());  
5.         t.start();  
6.         try {  
7.             t.join(1000);  
8.             System.out.println("joinFinish");  
9.         } catch (InterruptedException e) {  
10.             e.printStackTrace();       
11.         }  
12.     }  
13. }  

结果是： 
Begin sleep 
End sleep 
joinFinish

明白了吧，当main线程调用t.join时，main线程等待t线程，等待时间是1000，如果t线程Sleep 2000呢

Java代码   

1. class RunnableImpl implements Runnable {  
2.   
3.     public void run() {  
4.         try {  
5.             System.out.println("Begin sleep");  
6.             Thread.sleep(2000); //原来为1000  
7.            System.out.println("End sleep");  
8.         } catch (InterruptedException e) {  
9.             e.printStackTrace();  
10.         }  
11.   
12.     }  
13. }  

结果是： 
Begin sleep 
joinFinish 
End sleep 
也就是说main线程只等1000毫秒，不管T什么时候结束.

参考： http://blog.csdn.net/FG2006/archive/2011/05/04/6393768.aspx

 

Example3：

Java代码   

1. class CustomThread1 extends Thread {    
2.       
3.     public void run() {    
4.         String threadName = Thread.currentThread().getName();    
5.         System.out.println(threadName + " start.");    
6.         try {    
7.             for (int i = 0; i < 5; i++) {    
8.                 System.out.println(threadName + " loop at " + i);    
9.                 Thread.sleep(1000);    
10.             }    
11.             System.out.println(threadName + " end.");    
12.         } catch (Exception e) {    
13.             System.out.println("Exception from " + threadName + ".run");    
14.         }    
15.     }    
16. }    
17.   
18. class CustomThread extends Thread {    
19.     CustomThread1 t1;    
20.     public CustomThread(CustomThread1 t1) {            
21.         this.t1 = t1;    
22.     }    
23.     public void run() {    
24.         String threadName = Thread.currentThread().getName();    
25.         System.out.println(threadName + " start.");    
26.         try {    
27.             t1.join();    
28.             System.out.println(threadName + " end.");    
29.         } catch (Exception e) {    
30.             System.out.println("Exception from " + threadName + ".run");    
31.         }    
32.     }    
33. }    
34.   
35. public class JoinTestDemo {    
36.   
37.     public static void main(String[] args) {    
38.         String threadName = Thread.currentThread().getName();    
39.         System.out.println(threadName + " start.");    
40.         CustomThread1 t1 = new CustomThread1();    
41.         CustomThread t = new CustomThread(t1);    
42.         try {    
43.             t1.start();    
44.             Thread.sleep(2000);    
45.             t.start();    
46.             t.join(); //在代碼2里，將此處注釋掉    
47.         } catch (Exception e) {    
48.             System.out.println("Exception from main");    
49.         }    
50.         System.out.println(threadName + " end!");    
51.     }    
52. }   

 结果：

main start.    //main方法所在的线程起动，但没有马上结束，因为调用t.join();，所以要等到t结束了，此线程才能向下执行。 

[CustomThread1] Thread start.     //线程CustomThread1起动 
[CustomThread1] Thread loop at 0  //线程CustomThread1执行 
[CustomThread1] Thread loop at 1  //线程CustomThread1执行 
[CustomThread] Thread start.      //线程CustomThread起动，但没有马上结束，因为调用t1.join();，所以要等到t1结束了，此线程才能向下执行。 
[CustomThread1] Thread loop at 2  //线程CustomThread1继续执行 
[CustomThread1] Thread loop at 3  //线程CustomThread1继续执行 
[CustomThread1] Thread loop at 4  //线程CustomThread1继续执行 
[CustomThread1] Thread end.       //线程CustomThread1结束了 
[CustomThread] Thread end.        // 线程CustomThread在t1.join();阻塞处起动，向下继续执行的结果 

main end!      //线程CustomThread结束，此线程在t.join();阻塞处起动，向下继续执行的结果。

 

将上例中的join注释掉：

Java代码   

1. public class JoinTestDemo {    
2.     public static void main(String[] args) {    
3.         String threadName = Thread.currentThread().getName();    
4.         System.out.println(threadName + " start.");    
5.         CustomThread1 t1 = new CustomThread1();    
6.         CustomThread t = new CustomThread(t1);    
7.         try {    
8.             t1.start();    
9.             Thread.sleep(2000);    
10.             t.start();    
11.            //t.join();  
12.         } catch (Exception e) {    
13.             System.out.println("Exception from main");    
14.         }    
15.         System.out.println(threadName + " end!");    
16.     }    
17. }   

 结果：

main start. // main方法所在的线程起动，但没有马上结束，这里并不是因为join方法，而是因为Thread.sleep(2000);

[CustomThread1] Thread start.      //线程CustomThread1起动 
[CustomThread1] Thread loop at 0   //线程CustomThread1执行 
[CustomThread1] Thread loop at 1   //线程CustomThread1执行 
main end!   // Thread.sleep(2000);结束，虽然在线程CustomThread执行了t1.join();，但这并不会影响到其他线程(这里main方法所在的线程)。 
[CustomThread] Thread start.       //线程CustomThread起动，但没有马上结束，因为调用t1.join();，所以要等到t1结束了，此线程才能向下执行。 
[CustomThread1] Thread loop at 2   //线程CustomThread1继续执行 
[CustomThread1] Thread loop at 3   //线程CustomThread1继续执行 
[CustomThread1] Thread loop at 4   //线程CustomThread1继续执行 
[CustomThread1] Thread end.       //线程CustomThread1结束了 
[CustomThread] Thread end.        // 线程CustomThread在t1.join();阻塞处起动，向下继续执行的结果

本例参考： http://blog.csdn.net/bzwm/archive/2009/02/12/3881392.aspx

 

Example4 ：

main 线程调用t.join时，必须能够拿到线程t对象的锁，如果拿不到它是无法wait的 ，刚开的例子t.join(1000)不是说明了main线程等待1 秒，如果在它等待之前，其他线程获取了t对象的锁，它等待时间可不就是1毫秒了 。

Java代码   

1. class RunnableImpl implements Runnable {  
2.   
3.     public void run() {  
4.         try {  
5.             System.out.println("Begin sleep");  
6.             Thread.sleep(2000);  
7.             System.out.println("End sleep");  
8.         } catch (InterruptedException e) {  
9.             e.printStackTrace();  
10.         }  
11.     }  
12. }  

 

Java代码   

1. class ThreadTest extends Thread {  
2.   
3.     Thread thread;  
4.   
5.     public ThreadTest(Thread thread) {  
6.         this.thread = thread;  
7.     }  
8.   
9.     @Override  
10.     public void run() {  
11.         synchronized (thread) {  
12.             System.out.println("getObjectLock");  
13.             try {  
14.                 Thread.sleep(9000);  
15.             } catch (InterruptedException ex) {  
16.              ex.printStackTrace();  
17.             }  
18.             System.out.println("ReleaseObjectLock");  
19.         }  
20.     }  
21. }  

 

Java代码   

1. public class JoinTest {  
2.         public static void main(String[] args) {  
3.             Thread t = new Thread(new RunnableImpl());  
4.            new ThreadTest(t).start();  
5.             t.start();  
6.             try {  
7.                 t.join();  
8.                 System.out.println("joinFinish");  
9.             } catch (InterruptedException e) {  
10.                 e.printStackTrace();           
11.             }  
12.         }  
13. }  

 结果： 
getObjectLock 
Begin sleep 
End sleep 
ReleaseObjectLock 
joinFinish