颠覆我的Thread.join()

Posted 2020-10-07 龘驫

学而时习之，不亦说乎！

                             --《论语》

　　为什么说是颠覆？

　　1)任何对象都可以作为锁对象，锁对象的行为都是一样的吗？之前我一直认为锁对象的方法都是定义在Object类中，而所有类都是Object的子类，这些方法又都是native方法，那么用哪个对象作为锁对象又有什么区别呢？

　　2）一个线程对象a在run()方法内部调用线程对象b的join()方法，那么是将b线程加入，等到b线程执行完毕再执行a线程？那么如果还有一个正在执行的c线程呢，线程c也会等待b执行完吗？

代码1：

package com.zby;

public class Application1 {

    public static void main(String[] args) {
        Thread prepare = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 5; i++) {
                    System.out.println("Hello,World!-----" + i);
                    try {
                        Thread.sleep(500);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        });
        prepare.start();
        System.out.println("Hello,ZBY!");
    }

}

控制台输出：

Hello,ZBY!
Hello,World!-----0
Hello,World!-----1
Hello,World!-----2
Hello,World!-----3
Hello,World!-----4

结果不难分析，主线程直接执行，而prepare线程虽然启动了，但是执行没那么快，所以后执行了。但是我的prepare是进行准备工作的，我想让prepare线程执行完毕后再执行主线程。

代码2：

package com.zby;

public class Application2 {

    public static void main(String[] args) {
        Thread prepare = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 5; i++) {
                    System.out.println("Hello,World!-----" + i);
                    try {
                        Thread.sleep(500);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        });
        prepare.start();
        try {
            prepare.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("Hello,ZBY!");
    }
}

控制台输出：

Hello,World!-----0
Hello,World!-----1
Hello,World!-----2
Hello,World!-----3
Hello,World!-----4
Hello,ZBY!

很小儿科，加了一个一行代码：prepare.join()；要是之前我会理解成把prepare加入到主线程先执行，执行完才能执行其它线程。然而，非也。

Thread.join()源代码：

    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;
            }
        }
    }

这儿可以看出来，我们调用prepare.join()的时候发生了什么：把prepare作为锁对象，调用锁对象的wait(0)方法，阻塞当前线程！也就是说，并不是把需要执行的线程加入进来让他先执行，而是阻塞当前的线程！那么，如果还有第三个线程也在执行，那么prepare线程是不会一直执行，而是跟第三个线程抢CPU执行权。总结起来就是，其实就是阻塞了当前的线程，对于其他线程都是没有影响的。感兴趣可以加入第三个线程自己测试一下。

等价于代码2的代码3：

package com.zby;

public class Application3 {

    public static void main(String[] args) {
        Thread prepare = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 5; i++) {
                    System.out.println("Hello,World!-----" + i);
                    try {
                        Thread.sleep(500);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        });
        prepare.start();
        synchronized(prepare){
            try {
                prepare.wait(0);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("Hello,ZBY!");
    }
}

控制台输出：

Hello,World!-----0
Hello,World!-----1
Hello,World!-----2
Hello,World!-----3
Hello,World!-----4
Hello,ZBY!

这儿就解决了第二个问题，join()方法其实不是把调用的线程加入进来优先执行，而是阻塞当前线程！

看完代码3就有疑问了，prepare.wait(0);自然没错，阻塞住了主线程。但是并没有任何地方调用notify或者notifyAll方法，线程不是应该一直阻塞么，怎么会在prepare执行完后继续执行主线程代码了？

这就是第一个问题了，普通对象当然是wait后必须等待notify唤醒才能继续执行，但是Thread对象呢？具体的我也不知道，但是从这儿可以推论出，thread对象在执行完毕后，自动唤醒了！那么到底是notify还是notifyAll呢？那么，多启动一个线程，并使用prepare对象作为锁对象，调用wait方法。

代码4：

package com.zby;

public class Application3 {

    public static void main(String[] args) {
        final Thread prepare = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 5; i++) {
                    System.out.println("Hello,World!-----" + i);
                    try {
                        Thread.sleep(500);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        });
        prepare.start();
        Thread ready = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                synchronized (prepare) {
                    try {
                        prepare.wait(0);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    System.out.println("Hello,Earth!-----" + i);
                    try {
                        Thread.sleep(500);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        });
        ready.start();
        synchronized (prepare) {
            try {
                prepare.wait(0);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("Hello,ZBY!");
    }
}

控制台输出：

Hello,World!-----0
Hello,World!-----1
Hello,World!-----2
Hello,World!-----3
Hello,World!-----4
Hello,Earth!-----0
Hello,ZBY!
Hello,Earth!-----1
Hello,Earth!-----2
Hello,Earth!-----3
Hello,Earth!-----4
Hello,Earth!-----5
Hello,Earth!-----6
Hello,Earth!-----7
Hello,Earth!-----8
Hello,Earth!-----9

可以看出，在preare执行完之后，自动把ready和main线程都唤醒了！也就是说，使用Thread对象作为锁对象，在Thread执行完成之后，会唤醒使用该对象作为锁对象调用wait()休眠的线程。

总结：

1）使用线程的join方法，是将调用的线程对象作为锁对象，阻塞当前线程，不影响其他线程的运行。

2）推论：Thread对象作为线程锁对象，会在Thread对象执行完后，调用Thread对象的notifyAll方法。