java 多线程轮询 java多线程join

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温柔一刀 2023-07-18 17:49:55

文章标签 java 多线程轮询算法 java 多线程编程语言 文章分类 Java 后端开发

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：

/** 
     *  Waits at most <code>millis</code> milliseconds for this thread to   
     * die. A timeout of <code>0</code> means to wait forever.   
     */  
    //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。  //加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天
    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;  
            }  //加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天
        }  
    }

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：

public class JoinTest implements Runnable{  
      
    public static int a = 0;  
  
    public void run() {  
        for (int k = 0; k < 5; k++) {  
            a = a + 1;  
        }  
    }  
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    public static void main(String[] args) throws Exception {  
        Runnable r = new JoinTest();  
        Thread t = new Thread(r);  
        t.start();        
        System.out.println(a);  
    }         
}

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。

public static void main(String[] args) throws Exception {  
        Runnable r = new JoinTest();  
        Thread t = new Thread(r);  
        t.start();        
        t.join(); //加入join()  
        System.out.println(a);  
    }     //加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天

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。

public static void main(String[] args) throws Exception {  
        Runnable r = new JoinTest();  
        Thread t = new Thread(r);  
        t.start();        
        //t.join(); //加入join()  
            /* 
             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 
             码为无效。             
            */  //加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天
            for (int i=0; i<300; i++) {                
                System.out.print(i);  
            }  
            System.out.println();  
        System.out.println(a);  
    }

经自己测试，最后a一直是5.

Example2：join(n)
1

class RunnableImpl implements Runnable {  
  
    public void run() {  
        try {  
            System.out.println("Begin sleep");  
            Thread.sleep(1000);  
           System.out.println("End sleep");  
        } catch (InterruptedException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  //加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天
  
    }  
}

public class JoinTest{  
      
    public static void main(String[] args) {  
        Thread t = new Thread(new RunnableImpl());  
        t.start();  
        try {  
            t.join(1000);  
            System.out.println("joinFinish");  
        } catch (InterruptedException e) {  
            e.printStackTrace();       
        }  
    }  
}

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

class RunnableImpl implements Runnable {  
  //加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天
    public void run() {  
        try {  
            System.out.println("Begin sleep");  
            Thread.sleep(2000); //原来为1000  
           System.out.println("End sleep");  
        } catch (InterruptedException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
  
    }  
}

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.

Example3：

class CustomThread1 extends Thread {    
      
    public void run() {    
        String threadName = Thread.currentThread().getName();    
        System.out.println(threadName + " start.");    
        try {    
            for (int i = 0; i < 5; i++) {    
                System.out.println(threadName + " loop at " + i);    
                Thread.sleep(1000);    
            }    //加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天
            System.out.println(threadName + " end.");    
        } catch (Exception e) {    
            System.out.println("Exception from " + threadName + ".run");    
        }    
    }    
}    
  
class CustomThread extends Thread {    
    CustomThread1 t1;    
    public CustomThread(CustomThread1 t1) {            
        this.t1 = t1;    
    }    
    public void run() {    
        String threadName = Thread.currentThread().getName();    
        System.out.println(threadName + " start.");    
        try {    
            t1.join();    
            System.out.println(threadName + " end.");    
        } catch (Exception e) {    
            System.out.println("Exception from " + threadName + ".run");    
        }    
    }    
}    
  
public class JoinTestDemo {    
  
    public static void main(String[] args) {    
        String threadName = Thread.currentThread().getName();    
        System.out.println(threadName + " start.");    
        CustomThread1 t1 = new CustomThread1();    
        CustomThread t = new CustomThread(t1);    
        try {    
            t1.start();    
            Thread.sleep(2000);    
            t.start();    
            t.join(); //在代碼2里，將此處注釋掉    
        } catch (Exception e) {    
            System.out.println("Exception from main");    
        }    //加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天
        System.out.println(threadName + " end!");    
    }    
}

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：

public class JoinTestDemo {    
    public static void main(String[] args) {    
        String threadName = Thread.currentThread().getName();    
        System.out.println(threadName + " start.");    
        CustomThread1 t1 = new CustomThread1();    
        CustomThread t = new CustomThread(t1);    
        try {    //加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天
            t1.start();    
            Thread.sleep(2000);    
            t.start();    
           //t.join();  
        } catch (Exception e) {    
            System.out.println("Exception from main");    
        }    
        System.out.println(threadName + " end!");    
    }    
}

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

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 {  
  
    public void run() {  
        try {  
            System.out.println("Begin sleep");  
            Thread.sleep(2000);  
            System.out.println("End sleep");  
        } catch (InterruptedException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  //加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天
    }  
}

class ThreadTest extends Thread {  
  
    Thread thread;  
  
    public ThreadTest(Thread thread) {  
        this.thread = thread;  
    }  
  
    @Override  
    public void run() {  
        synchronized (thread) {  
            System.out.println("getObjectLock");  
            try {  
                Thread.sleep(9000);  
            } catch (InterruptedException ex) {  
             ex.printStackTrace();  
            }  //加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天
            System.out.println("ReleaseObjectLock");  
        }  
    }  
}

public class JoinTest {  
        public static void main(String[] args) {  
            Thread t = new Thread(new RunnableImpl());  
           new ThreadTest(t).start();  
            t.start();  
            try {  
                t.join();  
                System.out.println("joinFinish");  
            } catch (InterruptedException e) {  
                e.printStackTrace();           
            }  
        }  
}

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。

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