Java中Thread类join方法的原理

学习笔记
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用途

Thread.join() 方法表示线程让步，在 t1 线程中调用 t2 线程的 join() 方法，表示让 t1 线程进行等待，待 t2 线程执行完毕后，t1 线程继续执行。

源码解析

join 方法的源码如下：

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public final synchronized void join(final long millis)
    throws InterruptedException {
        if (millis > 0) {
            if (isAlive()) {
                final long startTime = System.nanoTime();
                long delay = millis;
                do {
                    wait(delay);
                } while (isAlive() && (delay = millis -
                        TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(System.nanoTime() - startTime)) > 0);
            }
        } else if (millis == 0) {
            while (isAlive()) {
                wait(0);
            }
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");
        }
    }

可以看到该方法由 synchronized 关键字修饰。synchronized 修饰一个方法，锁住的是当前实例对象。当在 t1 线程中调用 t2.join() 时，其实是将 t2 对象作为锁，t1 线程需要获取到 t2 对象的监视器锁（Monitor），才能执行 join() 方法中的逻辑。

进入 join() 方法后，根据时间参数执行不同的逻辑：

  • 如果时间参数小于 0，会抛出非法参数的异常。
  • 时间参数等于 0，不停检查 t2 线程是否存活，如果 t2 线程存活，则释放 t2 对象的监视器锁，挂起当前线程，即 t1 线程，t1 线程进入 WAITING 状态。
  • 时间参数大于 0，t1 线程每次挂起时，都会重新计算等待时间，直到等待时间小于等于0，或者线程 t2 结束。

当线程 t2 执行结束，JVM 底层自动触发 t2.notifyAll()，唤醒所有在 t2 对象上等待的线程，线程 t1 被唤醒后，重新获取 t2 对象的锁，while() 结束，join() 结束，继续执行 t2.join() 后的逻辑。

注意点

  • 阻塞的调用它的线程。比如 t1.join()，表示阻塞当前线程，而 t1 正常执行。
  • join() 方法必须在调用 start() 方法之后调用，如果在 start() 方法之前调用，由于 isAlive() 会直接 false，不会有等待的效果。
  • join(final long millis) 方法参数传 0 相当于不传参数，表示无限期等待，而不是等待 0 毫秒。