Thread类中join方法的实现原理

join()是Thread类的一个方法,根据jdk文档的定义,join()方法的作用,是等待这个线程结束,即当前线程等待另一个调用join()方法的线程执行结束后再往下执行。通常用于在main主线程内,等待其它调用join()方法的线程执行结束再继续执行main主线程。

/**
     * Waits for this thread to die.
     *
     */
    public final void join() throws InterruptedException
复制代码

二.使用示例

通过下面两个例子,我们来看看使用join()方法的作用是什么。

1.不使用join()方法的情况

public class CreateThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("主线程执行开始");
        Thread threadA = new Thread(new RunnableTest(), "线程A");
        threadA.start();
        System.out.println("主线程执行结束");
    }
}

class RunnableTest implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行开始");
        try {
            Thread.sleep(5000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行结束");
    }
}
复制代码

执行结果如下:

主线程执行开始
线程A执行开始
主线程执行结束
线程A执行结束
复制代码

因为上述子线程执行时间相对较长,所以主线程执行结束之后子线程才执行结束。

2.使用了join()方法的情况

public class CreateThreadTest {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("主线程执行开始");
        Thread threadA = new Thread(new RunnableTest(), "线程A");
        threadA.start();
        try {
            threadA.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("主线程执行结束");
    }
}

class RunnableTest implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行开始");
        try {
            Thread.sleep(5000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行结束");
    }
}
复制代码

执行结果如下:

主线程执行开始
线程A执行开始
线程A执行结束
主线程执行结束
复制代码

对子线程threadA调用了join()方法之后,我们发现主线程会等待子线程执行结束之后才继续往下执行。

三.join()方法的实现原理

下面通过Thread类源码(JDK1.8)来深入了解一下join()方法:

public final void join() throws InterruptedException {
        join(0);
    }

    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;
            }
        }
    }
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上述代码,有两个代码需要注意下,其一:

public final synchronized void join(long millis) throws InterruptedException {}
复制代码

成员方法加了synchronized说明是synchronized(this),this是谁?this就是threadA子线程对象本身。也就是说,主线程持有了threadA这个子线程对象的锁。

其二:

while (isAlive()) {
    wait(0); 
}
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注意,这个wait()方法是Object类中的方法,也就是说执行wait()方法之后主线 程会释放threadA对象的锁,进入等待状态,直到被再次唤醒。 大家都知道,有了wait(),必然有notify(),什么时候才会notify呢?在jvm源码里:

//一个c++函数:
void JavaThread::exit(bool destroy_vm, ExitType exit_type) ;
//里面有一个贼不起眼的一行代码
ensure_join(this);

static void ensure_join(JavaThread* thread) {
  Handle threadObj(thread, thread->threadObj());

  ObjectLocker lock(threadObj, thread);

  thread->clear_pending_exception();

  java_lang_Thread::set_thread_status(threadObj(), java_lang_Thread::TERMINATED);

  java_lang_Thread::set_thread(threadObj(), NULL);

  //同志们看到了没,别的不用看,就看这一句
  //thread就是当前线程,是啥?就是刚才例子中说的threadA线程
  lock.notify_all(thread);

  thread->clear_pending_exception();
}
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当子线程threadA执行结束的时候,jvm会自动唤醒阻塞在threadA对象上的线程,在我们的例子中也就是主线程。至此,threadA线程对象被notifyall了,那么主线程也就能继续跑下去了。

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