join的簡單總結

BAT面試題：現在有T1、T2、T3三個線程，你怎樣保證T2在T1執行完後執行，T3在T2執行完後執行？

這個線程問題通常會在第一輪或電話面試階段被問到，目的是檢測你對”join”方法是否熟悉。這個多線程問題比較簡單，可以用join方法實現。

一、作用

Thread類中的join方法的主要作用就是同步，它可以使得線程之間的並行執行變為串列執行。具體看代碼：

 1 public class JoinTest {
 2     public static void main(String [] args) throws InterruptedException {
 3         ThreadJoinTest t1 = new ThreadJoinTest("小明");
 4         ThreadJoinTest t2 = new ThreadJoinTest("小東");
 5         t1.start();
 6         /**join的意思是使得放棄當前線程的執行，並返回對應的線程，例如下麵代碼的意思就是：
 7          程式在main線程中調用t1線程的join方法，則main線程放棄cpu控制權，並返回t1線程繼續執行直到線程t1執行完畢
 8          所以結果是t1線程執行完後，才到主線程執行，相當於在main線程中同步t1線程，t1執行完了，main線程才有執行的機會
 9          */
10         t1.join();
11         t2.start();
12     }
13 
14 }
15 class ThreadJoinTest extends Thread{
16     public ThreadJoinTest(String name){
17         super(name);
18     }
19     @Override
20     public void run(){
21         for(int i=0;i<1000;i++){
22             System.out.println(this.getName() + ":" + i);
23         }
24     }
25 }

上面程式結果是先列印完小明線程，在列印小東線程；　　

上面註釋也大概說明瞭join方法的作用：在A線程中調用了B線程的join()方法時，表示只有當B線程執行完畢時，A線程才能繼續執行。註意，這裡調用的join方法是沒有傳參的，join方法其實也可以傳遞一個參數給它的，具體看下麵的簡單例子：

 1 public class JoinTest {
 2     public static void main(String [] args) throws InterruptedException {
 3         ThreadJoinTest t1 = new ThreadJoinTest("小明");
 4         ThreadJoinTest t2 = new ThreadJoinTest("小東");
 5         t1.start();
 6         /**join方法可以傳遞參數，join(10)表示main線程會等待t1線程10毫秒，10毫秒過去後，
 7          * main線程和t1線程之間執行順序由串列執行變為普通的並行執行
 8          */
 9         t1.join(10);
10         t2.start();
11     }
12 
13 }
14 class ThreadJoinTest extends Thread{
15     public ThreadJoinTest(String name){
16         super(name);
17     }
18     @Override
19     public void run(){
20         for(int i=0;i<1000;i++){
21             System.out.println(this.getName() + ":" + i);
22         }
23     }
24 }

上面代碼結果是：程式執行前面10毫秒內列印的都是小明線程，10毫秒後，小明和小東程式交替列印。

所以，join方法中如果傳入參數，則表示這樣的意思：如果A線程中掉用B線程的join(10)，則表示A線程會等待B線程執行10毫秒，10毫秒過後，A、B線程並行執行。需要註意的是，jdk規定，join(0)的意思不是A線程等待B線程0秒，而是A線程等待B線程無限時間，直到B線程執行完畢，即join(0)等價於join()。

二、join與start調用順序問題

上面的討論大概知道了join的作用了，那麼，如果 join在start前調用，會出現什麼後果呢？先看下麵的測試結果

 1 public class JoinTest {
 2     public static void main(String [] args) throws InterruptedException {
 3         ThreadJoinTest t1 = new ThreadJoinTest("小明");
 4         ThreadJoinTest t2 = new ThreadJoinTest("小東");
 5         /**join方法可以在start方法前調用時，並不能起到同步的作用
 6          */
 7         t1.join();
 8         t1.start();
 9         //Thread.yield();
10         t2.start();
11     }
12 
13 }
14 class ThreadJoinTest extends Thread{
15     public ThreadJoinTest(String name){
16         super(name);
17     }
18     @Override
19     public void run(){
20         for(int i=0;i<1000;i++){
21             System.out.println(this.getName() + ":" + i);
22         }
23     }
24 }

上面代碼執行結果是：小明和小東線程交替列印。

所以得到以下結論：join方法必須線上程start方法調用之後調用才有意義。這個也很容易理解：如果一個線程都沒有start，那它也就無法同步了。

三、join方法實現原理

有了上面的例子，我們大概知道join方法的作用了，那麼，join方法實現的原理是什麼呢？

其實，join方法是通過調用線程的wait方法來達到同步的目的的。例如，A線程中調用了B線程的join方法，則相當於A線程調用了B線程的wait方法，在調用了B線程的wait方法後，A線程就會進入阻塞狀態，具體看下麵的源碼：

 1 public final synchronized void join(long millis)
 2     throws InterruptedException {
 3         long base = System.currentTimeMillis();
 4         long now = 0;
 5 
 6         if (millis < 0) {
 7             throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");
 8         }
 9 
10         if (millis == 0) {
11             while (isAlive()) {
12                 wait(0);
13             }
14         } else {
15             while (isAlive()) {
16                 long delay = millis - now;
17                 if (delay <= 0) {
18                     break;
19                 }
20                 wait(delay);
21                 now = System.currentTimeMillis() - base;
22             }
23         }
24     }

從源碼中可以看到：join方法的原理就是調用相應線程的wait方法進行等待操作的，例如A線程中調用了B線程的join方法，則相當於在A線程中調用了B線程的wait方法，當B線程執行完（或者到達等待時間），B線程會自動調用自身的notifyAll方法喚醒A線程，從而達到同步的目的。