1. 概述
在本教程中，我们将讨论Thread类中的不同join()方法。我们将详细介绍这些方法和一些示例代码。
与wait()和notify()方法一样，join()是线程间同步的另一种机制。
你可以快速浏览本教程以了解有关wait()和notify()的更多信息。
2. Thread.join()
join()方法在Thread类中定义：
public final void join() throws InterruptedException Waits for this thread to die.
当我们在线程上调用join()方法时，调用线程将进入等待状态。它保持等待状态，直到引用的线程终止。
我们可以在以下代码中看到这种行为：
class SampleThread extends Thread {
public int processingCount;
SampleThread(int processingCount) {
this.processingCount = processingCount;
LOGGER.debug("Thread " + this.getName() + " created");
}
@Override
public void run() {
LOGGER.debug("Thread " + this.getName() + " started");
while (processingCount > 0) {
try {
Thread.sleep(1000); // Simulate some work being done by thread
} catch (InterruptedException e) {
LOGGER.debug("Thread " + this.getName() + " interrupted.");
}
processingCount--;
LOGGER.debug("Inside Thread " + this.getName() + ", processingCount = " + processingCount);
}
LOGGER.debug("Thread " + this.getName() + " exiting");
}
}
@Test
void givenStartedThread_whenJoinCalled_waitsTillCompletion() throws InterruptedException {
Thread t2 = new SampleThread(1);
t2.start();
LOGGER.debug("Invoking join.");
t2.join();
LOGGER.debug("Returned from join");
assertFalse(t2.isAlive());
}
执行代码时，我们应该期望得到类似于以下的结果：
DEBUG ... - Thread Thread-3 created
DEBUG ... - Invoking join.
DEBUG ... - Thread Thread-3 started
DEBUG ... - Inside Thread Thread-3, processingCount = 0
DEBUG ... - Thread Thread-3 exiting
DEBUG ... - Returned from join
如果引用的线程被中断，join()方法也可能返回。在这种情况下，该方法抛出InterruptedException。
最后，如果引用的线程已经终止或尚未启动，则对join()方法的调用将立即返回。
Thread t1 = new SampleThread(0);
t1.join(); // returns immediately
3. 带超时的Thread.Join()
如果引用的线程被阻塞或处理时间过长，则join()方法将继续等待。这可能会成为一个问题，因为调用线程将变得无响应。为了处理这些情况，我们使用join()方法的重载版本，它允许我们指定超时期限。
join()方法有两种超时版本的重载：
public final void join(long millis) throws InterruptedException：等待此线程死亡的时间最多为millis毫秒。0意味着永远等待。
public final void join(long millis,int nanos) throws InterruptedException：等待此线程死亡的时间最多为millis毫秒加nanos纳秒。
我们可以按如下方式使用超时版本的join()：
@Test
void givenStartedThread_whenTimedJoinCalled_waitsUntilTimedOut() throws InterruptedException {
Thread t3 = new SampleThread(10);
t3.start();
t3.join(1000);
assertTrue(t3.isAlive());
}
在这种情况下，调用线程等待线程t3完成大约1秒。如果线程t3在此时间段内没有完成，则join()方法将控制权返回给调用方法。
超时版本的join()取决于操作系统的计时。因此，我们不能假设join()会等待指定的时间。
4. Thread.join()和同步
除了等待终止之外，调用join()方法还有一个同步效果。join()创建一个“happens-before”关系：
线程中的所有操作发生在任何其他线程从该线程上的join()成功返回之前。
这意味着当线程t1调用t2.join()时，t2所做的所有更改在返回时在t1中可见。但是，如果我们不调用join()或使用其他同步机制，则无法保证即使其他线程已完成，当前线程也能看到其他线程中的更改。
因此，即使对处于终止状态的线程调用join()方法会立即返回，但在某些情况下我们仍然需要调用它。
我们可以在下面看到一个不正确同步代码的示例：
@Test
@Disabled
void givenThreadTerminated_checkForEffect_notGuaranteed() {
SampleThread t4 = new SampleThread(10);
t4.start();
// not guaranteed to stop even if t4 finishes.
do {
} while (t4.processingCount > 0);
}
为了正确同步上述代码，我们可以在循环中添加定时的t4.join()调用或使用其他一些同步机制。
5. 总结
join()方法对于线程间同步非常有用。在本文中，我们讨论了join()方法及它的行为。我们还检查了使用join()方法的代码。
与往常一样，本教程的完整源代码可在GitHub上获得。
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