Java多线程中join方法的理解

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：

  1. /** 
  2.      *  Waits at most <code>millis</code> milliseconds for this thread to   
  3.      * die. A timeout of <code>0</code> 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;  
  10.         if (millis < 0) {  
  11.             throw new IllegalArgumentException(“timeout value is negative”);  
  12.         }
  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：

  1. public class JoinTest implements Runnable{  
  3.     public static int a = 0;  
  5.     public void run() {  
  6.         for (int k = 0; k < 5; k++) {  
  7.             a = a + 1;  
  8.         }
  9.     }
  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。

  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。

  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，*后a一直是5.

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

 

Example2：join(n)

  1. class RunnableImpl implements Runnable {  
  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.         }
  12.     }
  13. }
  1. public class JoinTest{  
  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

  1. class RunnableImpl implements Runnable {  
  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.         }
  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：

  1. class CustomThread1 extends Thread {    
  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. }
  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. }
  35. public class JoinTestDemo {    
  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：

  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 。

  1. class RunnableImpl implements Runnable {  
  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. }
  1. class ThreadTest extends Thread {  
  3.     Thread thread;
  5.     public ThreadTest(Thread thread) {  
  6.         this.thread = thread;  
  7.     }
  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. }
  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

 

在main方法中 通过new  ThreadTest(t).start()实例化 ThreadTest 线程对象， 它 通过 synchronized  (thread) ，获取线程对象t的锁，并Sleep（9000）后释放，这就意味着，即使main方法t.join(1000)等待一秒钟，它必须等待ThreadTest 线程释放t锁后才能进入wait方法中，它实际等待时间是9000+1000ms。