文章簡介
很多人對Thread.join的作用以及實現了解得很少，畢竟這個api我們很少使用。這篇文章仍然會結合使用及原理進行深度分析
內容導航
- Thread.join的作用
- Thread.join的實現原理
- 什么時候會使用Thread.join
Thread.join的作用
之前有人問過我一個這樣的面試題
Java中如何讓多線程按照自己指定的順序執行？
這個問題最簡單的回答是通過Thread.join來實現，久而久之就讓很多人誤以為Thread.join是用來保證線程的順序性的。
下面這段代碼演示了Thread.join的作用
public class JoinDemo extends Thread{ int i; Thread previousThread; //上一個線程 public JoinDemo(Thread previousThread,int i){ this.previousThread=previousThread; this.i=i; } @Override public void run() { try { //調用上一個線程的join方法，大家可以自己演示的時候可以把這行代碼注釋掉 previousThread.join(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("num:"+i); } public static void main(String[] args) { Thread previousThread=Thread.currentThread(); for(int i=0;i<10;i++){ JoinDemo joinDemo=new JoinDemo(previousThread,i); joinDemo.start(); previousThread=joinDemo; } } } 上面的代碼，注意 previousThread.join部分，大家可以把這行代碼注釋以后看看運行效果，在沒有加join的時候運行的結果是不確定的。加了join以后，運行結果按照遞增的順序展示出來。
thread.join的含義是當前線程需要等待previousThread線程終止之后才從thread.join返回。簡單來說，就是線程沒有執行完之前，會一直阻塞在join方法處。
下面的圖表現了join對於線程的作用
Thread.join的實現原理
線程是如何被阻塞的？又是通過什么方法喚醒的呢？先來看看Thread.join方法做了什么事情
public class Thread implements Runnable { ... 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) { //判斷是否攜帶阻塞的超時時間，等於0表示沒有設置超時時間 while (isAlive()) {//isAlive獲取線程狀態，無線等待直到previousThread線程結束 wait(0); //調用Object中的wait方法實現線程的阻塞 } } else { //阻塞直到超時 while (isAlive()) { long delay = millis - now; if (delay <= 0) { break; } wait(delay); now = System.currentTimeMillis() - base; } } } ... 從join方法的源碼來看，join方法的本質調用的是Object中的wait方法實現線程的阻塞，wait方法的實現原理我們在后續的文章再說詳細闡述。但是我們需要知道的是，調用wait方法必須要獲取鎖，所以join方法是被synchronized修飾的，synchronized修飾在方法層面相當於synchronized(this),this就是previousThread本身的實例。
有很多人不理解join為什么阻塞的是主線程呢? 不理解的原因是阻塞主線程的方法是放在previousThread這個實例作用，讓大家誤以為應該阻塞previousThread線程。實際上主線程會持有previousThread這個對象的鎖，然后調用wait方法去阻塞，而這個方法的調用者是在主線程中的。所以造成主線程阻塞。
第二個問題，為什么previousThread線程執行完畢就能夠喚醒住線程呢？或者說是在什么時候喚醒的？
要了解這個問題，我們又得翻jdk的源碼，但是如果大家對線程有一定的基本了解的話，通過wait方法阻塞的線程，需要通過notify或者notifyall來喚醒。所以在線程執行完畢以后會有一個喚醒的操作，只是我們不需要關心。
接下來在hotspot的源碼中找到 thread.cpp，看看線程退出以后有沒有做相關的事情來證明我們的猜想.
void JavaThread::exit(bool destroy_vm, ExitType exit_type) { assert(this == JavaThread::current(), "thread consistency check"); ... // Notify waiters on thread object. This has to be done after exit() is called // on the thread (if the thread is the last thread in a daemon ThreadGroup the // group should have the destroyed bit set before waiters are notified). ensure_join(this); assert(!this->has_pending_exception(), "ensure_join should have cleared"); ... 觀察一下 ensure_join(this)這行代碼上的注釋，喚醒處於等待的線程對象，這個是在線程終止之后做的清理工作，這個方法的定義代碼片段如下
static void ensure_join(JavaThread* thread) { // We do not need to grap the Threads_lock, since we are operating on ourself. Handle threadObj(thread, thread->threadObj()); assert(threadObj.not_null(), "java thread object must exist"); ObjectLocker lock(threadObj, thread); // Ignore pending exception (ThreadDeath), since we are exiting anyway thread->clear_pending_exception(); // Thread is exiting. So set thread_status field in java.lang.Thread class to TERMINATED. java_lang_Thread::set_thread_status(threadObj(), java_lang_Thread::TERMINATED); // Clear the native thread instance - this makes isAlive return false and allows the join() // to complete once we've done the notify_all below //這里是清除native線程，這個操作會導致isAlive()方法返回false java_lang_Thread::set_thread(threadObj(), NULL); lock.notify_all(thread);//注意這里 // Ignore pending exception (ThreadDeath), since we are exiting anyway thread->clear_pending_exception(); } ensure_join方法中，調用 lock.notify_all(thread); 喚醒所有等待thread鎖的線程，意味着調用了join方法被阻塞的主線程會被喚醒； 到目前為止，我們基本上對join的原理做了一個比較詳細的分析
總結，Thread.join其實底層是通過wait/notifyall來實現線程的通信達到線程阻塞的目的；當線程執行結束以后，會觸發兩個事情，第一個是設置native線程對象為null、第二個是通過notifyall方法，讓等待在previousThread對象鎖上的wait方法被喚醒。
什么時候會使用Thread.join
在實際應用開發中，我們很少會使用thread.join。在實際使用過程中，我們可以通過join方法來等待線程執行的結果，其實有點類似future/callable的功能。
我們通過以下偽代碼來說明join的使用場景
public void joinDemo(){ //.... Thread t=new Thread(payService); t.start(); //.... //其他業務邏輯處理,不需要確定t線程是否執行完 insertData(); //后續的處理，需要依賴t線程的執行結果，可以在這里調用join方法等待t線程執行結束 t.join(); }
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