1. 概述
在本教程中，我们将讨论 Thread 类中的不同 join() 方法。我们会深入探讨这些方法的细节，并提供一些示例代码。
与 wait() 和 notify() 方法类似，join() 是另一种线程间同步机制。
你可以快速浏览这篇教程，了解更多关于 wait() 和 notify() 的内容。
2. Thread.join() 方法
join() 方法定义在 Thread 类中：
public final void join() throws InterruptedException
等待该线程终止。
当我们对某个线程调用 join() 方法时，调用线程将进入等待状态，直到被引用的线程执行完毕。
我们可以通过以下代码观察这一行为：
class SampleThread extends Thread {
public int processingCount = 0;
SampleThread(int processingCount) {
this.processingCount = processingCount;
LOGGER.info("Thread Created");
}
@Override
public void run() {
LOGGER.info("Thread " + this.getName() + " started");
while (processingCount > 0) {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
LOGGER.info("Thread " + this.getName() + " interrupted");
}
processingCount--;
LOGGER.info("Inside Thread " + this.getName() + ", processingCount = " + processingCount);
}
LOGGER.info("Thread " + this.getName() + " exiting");
}
}
@Test
public void givenStartedThread_whenJoinCalled_waitsTillCompletion()
throws InterruptedException {
Thread t2 = new SampleThread(1);
t2.start();
LOGGER.info("Invoking join");
t2.join();
LOGGER.info("Returned from join");
assertFalse(t2.isAlive());
}
执行上述代码后，我们应看到类似如下的输出：
[main] INFO: Thread Thread-1 Created
[main] INFO: Invoking join
[Thread-1] INFO: Thread Thread-1 started
[Thread-1] INFO: Inside Thread Thread-1, processingCount = 0
[Thread-1] INFO: Thread Thread-1 exiting
[main] INFO: Returned from join
如果被引用的线程在执行过程中被中断，join() 方法也可能提前返回。此时，该方法会抛出 InterruptedException。
此外，如果被引用的线程已经终止，或者尚未启动，则调用 join() 方法会立即返回。
Thread t1 = new SampleThread(0);
t1.join(); // 立即返回
3. 带超时参数的 Thread.join() 方法
如果被引用的线程被阻塞或处理时间过长，普通的 join() 方法会一直等待下去。这可能导致调用线程失去响应。为了解决这个问题，我们可以使用带超时参数的 join() 方法重载版本。
join() 方法有两个带超时参数的重载形式：
public final void join(long millis) throws InterruptedException最多等待
millis毫秒，直到该线程终止。若超时时间为 0，则表示无限期等待。public final void join(long millis, int nanos) throws InterruptedException最多等待
millis毫秒加上nanos纳秒，直到该线程终止。
我们可以如下使用带超时的 join()：
@Test
public void givenStartedThread_whenTimedJoinCalled_waitsUntilTimedout()
throws InterruptedException {
Thread t3 = new SampleThread(10);
t3.start();
t3.join(1000);
assertTrue(t3.isAlive());
}
在此示例中，调用线程最多等待约 1 秒钟，等待 t3 线程完成。如果 t3 在此期间未完成，join() 方法将返回控制权给调用线程。
需要注意的是，带超时的 join() 方法依赖于操作系统的定时机制，因此不能保证其等待时间完全精确。
4. Thread.join() 方法与同步
除了等待线程终止之外，调用 join() 方法还具有同步效果。join() 建立了一种 happens-before（先行发生） 关系：
“一个线程中的所有操作，在另一个线程成功从对该线程的
join()调用返回之前，都对其可见。”
这意味着，当线程 t1 调用 t2.join() 后，t2 所做的所有修改对 t1 都是可见的。然而，如果我们不调用 join() 或使用其他同步机制，即使 t2 已经完成，也不能保证 t1 能看到 t2 所做的更改。
因此，即使对一个已终止线程调用 join() 会立即返回，在某些情况下我们仍然需要显式调用它。
下面是一个未正确同步的代码示例：
SampleThread t4 = new SampleThread(10);
t4.start();
// 即使 t4 已经结束，也不能保证循环会停止
do {
} while (t4.processingCount > 0);
为了正确同步上述代码，我们可以在循环中加入带超时的 t4.join() 调用，或使用其他同步机制（如 volatile、synchronized 等）。
5. 结论
join() 方法在实现线程间同步方面非常有用。本文讨论了 join() 方法的不同形式及其行为，并通过代码示例进行了说明。