Java多线程join方法

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mb5fe94d44e2c3a 2021-06-21 22:35:37

文章标签 java 文章分类 Java 后端开发

有一天我走在路上,偶尔接触到了Thread.join()方法，便到网上去查阅相关资料，但也是看得我一头雾水（花露水）。在我很久的理解之后，便想将我理解的join()方法以一张图的方式解释出来。

一、我画

开局一张图：

我绘制的这张图以时间线的形式解释了主线程和各个被实例化的John线程的运行过程。

别着急，多看两遍！我们可以看到，在主线程调用了join()方法后，指定的线程会被抓回来在后边老老实实地排队。

二、你猜

问：请回答未执行join()方法和执行了join()方法的运行结果有什么不同（可能有几种结果、运行的时间、输出的顺序）？

答：

类型	可能结果数量	运行速度	输出顺序	时间复杂度（最好）
不使用join()	6种	快（多线程	乱序	O(1)
使用join()	1种	慢（单线程）	顺序	O(n)

看完后，你可能还会有些疑问：

Q：为什么不使用join()的可能结果数量是6种？输出顺序为什么是乱序？

A：由于多线程的原因，虽然start()顺序执行了线程1/2/3，但可能由于各种原因，某个线程会抢先完成，从而造成了6种运行结果 ——

多线程并不老实，并且难以（ye不是不可能）控制。

Q：为什么使用join()后会变慢？

A：因为使用join()后，三个线程会按顺序被赶到主线程去运行，这时候它们就不能够同时运行了，只能一个一个地运行

三、动手

别偷懒，乘还年轻,打开你的IDE，把下边的代码粘贴进去：

public class TestJoin {
    public static void main(String[] args) {
        John john1 = new John();
        John john2 = new John();
        John john3 = new John();

        try {
            john1.start();
            john1.join();
            john2.start();
            john2.join();
            john3.start();
            john3.join();
        } catch (InterruptedException IE) {
            IE.printStackTrace();
        }
    }
}

class John extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 2; i++)
        {
            try
            {
                Thread.sleep(500);
                System.out.println("Current Thread: "
                        + Thread.currentThread().getName());
            }catch(Exception ex){
                System.out.println("Exception has" +
                        " been caught" + ex);
            }
            System.out.println(i);
        }
    }
}

运行结果：

Current Thread: Thread-0
0
Current Thread: Thread-0
1
Current Thread: Thread-1
0
Current Thread: Thread-1
1
Current Thread: Thread-2
0
Current Thread: Thread-2
1

可以看到，苦逼的三个线程都被拉到了主线程顺序执行。

现在，删掉两行代码：

john2.join();
john3.join();

再次运行:

Current Thread: Thread-0
0
Current Thread: Thread-0
1
Current Thread: Thread-1
0
Current Thread: Thread-2
0
Current Thread: Thread-2
1
Current Thread: Thread-1
1

可以看到，john2和john3两个线程并未在主线程中运行，所以运行结果也发挥得比较自由，且运行时间也缩短了。

此处请注意，在使用join()方法之前，一定要先使用start()方法启动线程。线程根本没工作，那还咋拉过去？

源码分析:

 /**
     * Waits for this thread to die.
     * 等待该线程死亡
     */
    public final void join() throws InterruptedException {
        join(0);
    }

     /**
     * Waits at most {@code millis} milliseconds for this thread to die
     * 最多等待code毫秒为该线程死亡,就是说如果该线程死亡时间小于该code则提前结束,继续往下执行
     * 如果该线程在code毫秒内没有死亡,到时间了则不管该线程,继续往下执行
     *. A timeout of {@code 0} means to wait forever.
     * 如果时间code=0则永久等待,直到该线程消亡
     */
    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;
            }
        }
    }

源码中:

就是说join()=join(0)
如果时间code millis=0的时候是无限等待,直到该线程消亡
如果时间是大于0的则该线程执行时间等于该时间后无论是否消亡,都将通知调用join方法的线程去继续执行,即notifyAll

public static void main(String[] args) {
        John john1 = new John();
        John john2 = new John();
        John john3 = new John();

        try {
            john1.start();
            john1.join();
            john2.start();
            john2.join(5);
            john3.start();
            john3.join();
        } catch (InterruptedException IE) {
            IE.printStackTrace();
        }
    }

执行结果

Current Thread: Thread-0
0
Current Thread: Thread-0
1
Current Thread: Thread-1
0
Current Thread: Thread-2
0
Current Thread: Thread-1
1
Current Thread: Thread-2
1