java多线程-join方法详解(附面试题)

本文对java Thread中join()方法进行介绍，join()的作用是让“主线程”等待“子线程”结束之后才能继续运行，大家参考使用吧

参考：java基本教程之join方法详解 java多线程教程

本章涉及到的内容包括：
1. join()介绍
2. join()源码分析(基于JDK1.7.0_40)
3. join()示例

1. join()介绍

join() 定义在Thread.java中。
join() 的作用：让“主线程”等待“子线程”结束之后才能继续运行。这句话可能有点晦涩，我们还是通过例子去理解：

// 主线程
public class Father extends Thread {
    public void run() {
        Son s = new Son();
        s.start();
        s.join();
        ...
    }
}
// 子线程
public class Son extends Thread {
    public void run() {
        ...
    }
}

说明：
上面的有两个类Father(主线程类)和Son(子线程类)。因为Son是在Father中创建并启动的，所以，Father是主线程类，Son是子线程类。
在Father主线程中，通过new Son()新建“子线程s”。接着通过s.start()启动“子线程s”，并且调用s.join()。在调用s.join()之后，Father主线程会一直等待，直到“子线程s”运行完毕；在“子线程s”运行完毕之后，Father主线程才能接着运行。 这也就是我们所说的“join()的作用，是让主线程会等待子线程结束之后才能继续运行”！

2. join()源码分析(基于JDK1.7.0_40)

public final void join() throws InterruptedException {
    join(0);
}
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;
        }
    }
}

说明：
从代码中，我们可以发现。当millis==0时，会进入while(isAlive())循环；即只要子线程是活的，主线程就不停的等待。
我们根据上面解释join()作用时的代码来理解join()的用法！
问题：
虽然s.join()被调用的地方是发生在“Father主线程”中，但是s.join()是通过“子线程s”去调用的join()。那么，join()方法中的isAlive()应该是判断“子线程s”是不是Alive状态；对应的wait(0)也应该是“让子线程s”等待才对。但如果是这样的话，s.join()的作用怎么可能是“让主线程等待，直到子线程s完成为止”呢，应该是让”子线程等待才对(因为调用子线程对象s的wait方法嘛)”？
答案：wait()的作用是让“当前线程”等待，而这里的“当前线程”是指当前在CPU上运行的线程。所以，虽然是调用子线程的wait()方法，但是它是通过“主线程”去调用的；所以，休眠的是主线程，而不是“子线程”！

3. join()示例

在理解join()的作用之后，接下来通过示例查看join()的用法。

// JoinTest.java的源码
public class JoinTest{
    public static void main(String[] args){ 
        try {
            ThreadA t1 = new ThreadA("t1"); // 新建“线程t1”
            t1.start();                     // 启动“线程t1”
            t1.join();                        // 将“线程t1”加入到“主线程main”中，并且“主线程main()会等待它的完成”
            System.out.printf("%s finish\n", Thread.currentThread().getName()); 
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    static class ThreadA extends Thread{
        public ThreadA(String name){ 
            super(name); 
        } 
        public void run(){ 
            System.out.printf("%s start\n", this.getName());
            // 延时操作
            for(int i=0; i <1000000; i++)
               ;
            System.out.printf("%s finish\n", this.getName()); 
        } 
    } 
}

运行结果：

t1 start t1 finish main finish

结果说明：
运行流程如图
(01) 在“主线程main”中通过 new ThreadA(“t1”) 新建“线程t1”。 接着，通过 t1.start() 启动“线程t1”，并执行t1.join()。
(02) 执行t1.join()之后，“主线程main”会进入“阻塞状态”等待t1运行结束。“子线程t1”结束之后，会唤醒“主线程main”，“主线程”重新获取cpu执行权，继续运行。

面试题：
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？

/** * join<p> * join()的作用是让“主线程”等待“子线程”结束之后才能继续运行 * * 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 */
public class JoinTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t3 = new Thread(new MyThread3());
        t3.setName("线程3");
        t3.start();
        t3.join();


        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"停止");
    }

}

class MyThread1 extends Thread{

    @Override
    public void run() {
        try {
            //t1启动
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"启动");

            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"停止");
        }
    }

}

class MyThread2 extends Thread{

    @Override
    public void run() {
        try {
            //启动t1,让t2等待t1执行完成
            Thread t1 = new Thread(new MyThread1());
            t1.setName("线程1");
            t1.start();
            t1.join();

            //t2启动
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"启动");

            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"停止");
        }
    }

}

class MyThread3 extends Thread{

    @Override
    public void run() {
        try {
            //启动t2,让t3等待t2执行完成
            MyThread2 t2 = new MyThread2();
            t2.setName("线程2");
            t2.start();
            t2.join();

            //启动t3
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"启动");

            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"停止");
        }
    }

}

运行结果：

线程1启动
线程1停止
线程2启动
线程2停止
线程3启动
线程3停止
main停止