BAT面试题:现在有T1、T2、T3三个线程,你怎样保证T2在T1执行完后执行,T3在T2执行完后执行?

这个线程问题通常会在第一轮或电话面试阶段被问到,目的是检测你对”join”方法是否熟悉。这个多线程问题比较简单,可以用join方法实现。

 

一、作用

Thread类中的join方法的主要作用就是同步,它可以使得线程之间的并行执行变为串行执行。具体看代码:

 1 public class JoinTest {
 2     public static void main(String [] args) throws InterruptedException {
 3         ThreadJoinTest t1 = new ThreadJoinTest("小明");
 4         ThreadJoinTest t2 = new ThreadJoinTest("小东");
 5         t1.start();
 6         /**join的意思是使得放弃当前线程的执行,并返回对应的线程,例如下面代码的意思就是:
 7          程序在main线程中调用t1线程的join方法,则main线程放弃cpu控制权,并返回t1线程继续执行直到线程t1执行完毕
 8          所以结果是t1线程执行完后,才到主线程执行,相当于在main线程中同步t1线程,t1执行完了,main线程才有执行的机会
 9          */
10         t1.join();
11         t2.start();
12     }
13 
14 }
15 class ThreadJoinTest extends Thread{
16     public ThreadJoinTest(String name){
17         super(name);
18     }
19     @Override
20     public void run(){
21         for(int i=0;i<1000;i++){
22             System.out.println(this.getName() + ":" + i);
23         }
24     }
25 }

上面程序结果是先打印完小明线程,在打印小东线程;  

上面注释也大概说明了join方法的作用:在A线程中调用了B线程的join()方法时,表示只有当B线程执行完毕时,A线程才能继续执行。注意,这里调用的join方法是没有传参的,join方法其实也可以传递一个参数给它的,具体看下面的简单例子:

 1 public class JoinTest {
 2     public static void main(String [] args) throws InterruptedException {
 3         ThreadJoinTest t1 = new ThreadJoinTest("小明");
 4         ThreadJoinTest t2 = new ThreadJoinTest("小东");
 5         t1.start();
 6         /**join方法可以传递参数,join(10)表示main线程会等待t1线程10毫秒,10毫秒过去后,
 7          * main线程和t1线程之间执行顺序由串行执行变为普通的并行执行
 8          */
 9         t1.join(10);
10         t2.start();
11     }
12 
13 }
14 class ThreadJoinTest extends Thread{
15     public ThreadJoinTest(String name){
16         super(name);
17     }
18     @Override
19     public void run(){
20         for(int i=0;i<1000;i++){
21             System.out.println(this.getName() + ":" + i);
22         }
23     }
24 }

上面代码结果是:程序执行前面10毫秒内打印的都是小明线程,10毫秒后,小明和小东程序交替打印。

所以,join方法中如果传入参数,则表示这样的意思:如果A线程中掉用B线程的join(10),则表示A线程会等待B线程执行10毫秒,10毫秒过后,A、B线程并行执行。需要注意的是,jdk规定,join(0)的意思不是A线程等待B线程0秒,而是A线程等待B线程无限时间,直到B线程执行完毕,即join(0)等价于join()。

 

二、join与start调用顺序问题

上面的讨论大概知道了join的作用了,那么,如果 join在start前调用,会出现什么后果呢?先看下面的测试结果

 1 public class JoinTest {
 2     public static void main(String [] args) throws InterruptedException {
 3         ThreadJoinTest t1 = new ThreadJoinTest("小明");
 4         ThreadJoinTest t2 = new ThreadJoinTest("小东");
 5         /**join方法可以在start方法前调用时,并不能起到同步的作用
 6          */
 7         t1.join();
 8         t1.start();
 9         //Thread.yield();
10         t2.start();
11     }
12 
13 }
14 class ThreadJoinTest extends Thread{
15     public ThreadJoinTest(String name){
16         super(name);
17     }
18     @Override
19     public void run(){
20         for(int i=0;i<1000;i++){
21             System.out.println(this.getName() + ":" + i);
22         }
23     }
24 }

上面代码执行结果是:小明和小东线程交替打印。

所以得到以下结论:join方法必须在线程start方法调用之后调用才有意义。这个也很容易理解:如果一个线程都没有start,那它也就无法同步了。

 

三、join方法实现原理

有了上面的例子,我们大概知道join方法的作用了,那么,join方法实现的原理是什么呢?

其实,join方法是通过调用线程的wait方法来达到同步的目的的。例如,A线程中调用了B线程的join方法,则相当于A线程调用了B线程的wait方法,在调用了B线程的wait方法后,A线程就会进入阻塞状态,具体看下面的源码:

 1 public final synchronized void join(long millis)
 2     throws InterruptedException {
 3         long base = System.currentTimeMillis();
 4         long now = 0;
 5 
 6         if (millis < 0) {
 7             throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");
 8         }
 9 
10         if (millis == 0) {
11             while (isAlive()) {
12                 wait(0);
13             }
14         } else {
15             while (isAlive()) {
16                 long delay = millis - now;
17                 if (delay <= 0) {
18                     break;
19                 }
20                 wait(delay);
21                 now = System.currentTimeMillis() - base;
22             }
23         }
24     }

从源码中可以看到:join方法的原理就是调用相应线程的wait方法进行等待操作的,例如A线程中调用了B线程的join方法,则相当于在A线程中调用了B线程的wait方法,当B线程执行完(或者到达等待时间),B线程会自动调用自身的notifyAll方法唤醒A线程,从而达到同步的目的。

 

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