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執行完后執行，T3在T2執行完后執行？

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。

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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并行執行變為串行執行。具體看代碼：

public class JoinTest {
    public static void main(String [] args) throws InterruptedException {
        ThreadJoinTest t1 = new ThreadJoinTest("小明");
        ThreadJoinTest t2 = new ThreadJoinTest("小東");
        t1.start();
        /**join的意思是使得放棄當前線程的執行，并返回對應的線程，例如下面代碼的意思就是：
         程序在main線程中調用t1線程的join方法，則main線程放棄cpu控制權，并返回t1線程繼續執行直到線程t1執行完畢
         所以結果是t1線程執行完后，才到主線程執行，相當于在main線程中同步t1線程，t1執行完了，main線程才有執行的機會
         */
        t1.join();
        t2.start();
    }

}
class ThreadJoinTest extends Thread{
    public ThreadJoinTest(String name){
        super(name);
    }
    @Override
    public void run(){
        for(int i=0;i<1000;i++){
            System.out.println(this.getName() + ":" + i);
        }
    }
}

上面程序結果是先打印完小明線程，在打印小東線程；　　

上面注釋也大概說明了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。注意，這里調用的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，具體看下面的簡單例子：

public class JoinTest {
    public static void main(String [] args) throws InterruptedException {
        ThreadJoinTest t1 = new ThreadJoinTest("小明");
        ThreadJoinTest t2 = new ThreadJoinTest("小東");
        t1.start();
        /**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毫秒過去后，
         * main線程和t1線程之間執行順序由串行執行變為普通的并行執行
         */
        t1.join(10);
        t2.start();
    }

}
class ThreadJoinTest extends Thread{
    public ThreadJoinTest(String name){
        super(name);
    }
    @Override
    public void run(){
        for(int i=0;i<1000;i++){
            System.out.println(this.getName() + ":" + i);
        }
    }
}

上面代碼結果是：程序執行前面10毫秒內打印的都是小明線程，10毫秒后，小明和小東程序交替打印。

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毫秒過后，A、B線程并行執行。需要注意的是，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)等價于join()。

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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，那么，如果 join在start前調用，會出現什么后果呢？先看下面的測試結果

public class JoinTest {
    public static void main(String [] args) throws InterruptedException {
        ThreadJoinTest t1 = new ThreadJoinTest("小明");
        ThreadJoinTest t2 = new ThreadJoinTest("小東");
        /**join方法可以在start方法前調用時，并不能起到同步的作用
         */
        t1.join();
        t1.start();
        //Thread.yield();
        t2.start();
    }

}
class ThreadJoinTest extends Thread{
    public ThreadJoinTest(String name){
        super(name);
    }
    @Override
    public void run(){
        for(int i=0;i<1000;i++){
            System.out.println(this.getName() + ":" + i);
        }
    }
}

上面代碼執行結果是：小明和小東線程交替打印。

所以得到以下結論：join方法必須在線程start方法調用之后調用才有意義。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。

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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，那么，join方法實現的原理是什么呢？

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，則相當于A線程調用了B線程的wait方法，在調用了B線程的wait方法后，A線程就會進入阻塞狀態，具體看下面的源碼：

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;
            }
        }
    }

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，則相當于在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。

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