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一篇文章带你彻底搞懂join的用法

原创 IT综合 作者:千锋Python唐小强 时间:2020-07-15 16:54:20 0 删除 编辑

java多线程里的join,从字面意思来看是联合,合并的意思,但如果面试时这么回答,基本上可以断定面试者还没搞懂。join究竟能干什么,今天给出一个最通俗的解释,那就是在多线程环境下实现暂时以单线程执行,或者说在并行执行的环境中实现暂时以串行执行。为了说明这个问题,我们看一段再常见不过的代码,代码内容是,让三个线程分布去打印一段内容

//代码块
1

public class TestJoin {
   public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
       Thread t1 = new Thread(new DoSth());
       Thread t2 = new Thread(new DoSth());
       Thread t3 = new Thread(new DoSth());
       t1.start();
       t2.start();
       t3.start();
       System.out.println( "主线程执行");
   }
}

class DoSth implements Runnable {
   @Override
   public void run() {
        int n = 5;
        while (n > 0) {
           System.out.println(Thread.currentThread().getName());
           try {
               Thread.sleep( 1);
           } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
           }
           n--;
       }
   }
}

执行结果如下:

线程1执行

线程2执行
线程3执行
线程2执行
线程3执行
线程1执行
线程2执行
线程3执行
线程2执行
线程3执行
线程2执行
线程3执行
线程1执行
线程1执行
线程1执行

可见三个线程各自并行执行,并无明确的先后顺序。但如果我们在t.start()后面加上这行代码,


//代码块2

t1.start();
t1.join();

看会出现看什么样的结果:

线程1执行

线程1执行
线程1执行
线程1执行
线程1执行
线程2执行
线程3执行
线程3执行
线程2执行
线程3执行
线程2执行
线程3执行
线程2执行
线程3执行
线程2执行

可以看到线程1执行结束之后线程2和3才开始执行,可见在线程1执行过程中,其他线程并未执行,线程1结束后,线程2,线程3开始并行执行,这就印证了前面的结论,即:join的作用是在多线程环境下暂时以单线程执行。明白了这一点,接下来的问题是,这个特性是怎么实现的呢?我们跟到源码:可以看到

//代码块3

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;
   }
}

}

在第12行调用了wait,注意这里的wait,它并不是指线程线程1对象执行wait,而是线程1的调用者,也就是相当于在主线程去执行wait,可等价理解为以下伪代码:


t1
.start();

while(t1.isAlive()){
    Thread .currentThread() .doWait()
}

此时执行流程会在代码块3的11-13行循环执行,当线程1执行完毕时,其生命周期结束,isAlive()返回false,11-13行退出循环,继续执行下面的代码,此时又切换为并行执行状态。对于以上执行效果,我们完全可以不用创建t1线程,而是把在主线程中直接去调用t1的核心逻辑,代码如下:

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

    //Thread t1 = new Thread( new DoSth(), "线程1");
   Thread t2 = new Thread( new DoSth(), "线程2");
   Thread t3 = new Thread( new DoSth(), "线程3");
    //t1.start();
    //t1.join();
    new DoSth().run(); //直接调用业务逻辑,而不是分配线程去执行
   t2.start();
   t3.start();
   System.out.println( "主线程执行");
}

和之前的代码相比,本来需要在子线程t1中执行的内容,通过在主线程中执行达到了相同的效果,而这种特性,就体现了所谓的join,现在你明白为什么叫join了吧?join在实际应用当中有什么用呢?把以上代码改造一下,用一个例子来说明。



public 
static 
void 
main(
String[] args) throws InterruptedException {

   Thread t1 = new Thread( new DoSth(), "小组1");
   Thread t2 = new Thread( new DoSth(), "小组2");
   Thread t3 = new Thread( new DoSth(), "小组3");
   t1.start();
   t2.start();
   t3.start();
   t1. join();
   t2. join();
   t3. join();
   System. out.println( "集合完毕");
}

执行结果:

小组3正在集合

小组1正在集合
小组2正在集合
小组3正在集合
小组1正在集合
小组2正在集合
小组3正在集合
小组1正在集合
集合完毕

当我们需要多个子线程分布去完成各自的任务,并在这些子线程全部完成后,主线程做统一汇总时,join就派上用场了。不过细心的读者会发现,这些子线程并未返回任何结果,如果我们需要返回结果供主线程使用时,该怎么实现,针对这一需求,单靠实现Runnable的方式已经无法做到了,此时需要用到另外的接口:Feature和Callable。

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