代码改变世界

Java多线程中join方法的理解

2017-11-25 22:31  faunjoe88  阅读(2054)  评论(0编辑  收藏  举报

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;
 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:

 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。

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     }        

Example2:join(n)

 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 }
 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 

 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:

 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:

 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 {
 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 }
 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 }
 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。

例子参考Example2来源.