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java多线程系列04线程让步和join

发表于 分类于 ， Disqus： Valine：
本文字数： 4.6k 阅读时长 ≈ 4 分钟

本文主要对yield的使用进行介绍，然后和wait进行对比，最后介绍join以及使用方式。

yield介绍以及示例

yield()的作用是让步。它能让当前线程由运行状态进入到就绪状态，从而让其它具有相同优先级的等待线程获取执行权；但是，并不能保证在当前线程调用yield()之后，其它具有相同优先级的线程就一定能获得执行权；也有可能是当前线程又进入到“运行状态”继续运行！

下面，通过示例查看它的用法。

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// YieldTest.java的源码
class ThreadA extends Thread{
    public ThreadA(String name){ 
        super(name); 
    } 
    public synchronized void run(){ 
        for(int i=0; i <10; i++){ 
            System.out.printf("%s [%d]:%d\n", this.getName(), 
            					this.getPriority(), i); 
            // i整除4时，调用yield
            if (i%4 == 0)
                Thread.yield();
        } 
    } 
} 

public class YieldTest{ 
    public static void main(String[] args){ 
        ThreadA t1 = new ThreadA("t1"); 
        ThreadA t2 = new ThreadA("t2"); 
        t1.start(); 
        t2.start();
    } 
}

运行结果：（你的可能和我不相同）

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t2 [5]:9

结果说明： “线程t1”在能被4整数的时候，并没有切换到“线程t2”。这表明，yield()虽然可以让线程由“运行状态”进入到“就绪状态”；但是，它不一定会让其它线程获取CPU执行权(即，其它线程进入到“运行状态”)，即使这个“其它线程”与当前调用yield()的线程具有相同的优先级。

yield()与wait()的比较

我们知道，wait()的作用是让当前线程由“运行状态”进入“等待(阻塞)状态”的同时，也会释放同步锁。而yield()的作用是让步，它也会让当前线程离开“运行状态”。它们的区别是：

  1. wait()是让线程由“运行状态”进入到“等待(阻塞)状态”，而不yield()是让线程由“运行状态”进入到“就绪状态”。

  2. wait()是会线程释放它所持有对象的同步锁，而yield()方法不会释放锁。

下面通过示例演示yield()是不会释放锁的。

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// YieldLockTest.java 的源码
public class YieldLockTest{ 

    private static Object obj = new Object();

    public static void main(String[] args){ 
        ThreadA t1 = new ThreadA("t1"); 
        ThreadA t2 = new ThreadA("t2"); 
        t1.start(); 
        t2.start();
    } 

    static class ThreadA extends Thread{
        public ThreadA(String name){ 
            super(name); 
        } 
        public void run(){ 
            // 获取obj对象的同步锁
            synchronized (obj) {
                for(int i=0; i <10; i++){ 
                    System.out.printf("%s [%d]:%d\n", this.getName(), this.getPriority(), i); 
                    // i整除4时，调用yield
                    if (i%4 == 0)
                        Thread.yield();
                }
            }
        } 
    } 
}

运行结果

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t2 [5]:3
t2 [5]:4
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t2 [5]:7
t2 [5]:8
t2 [5]:9

结果说明： 主线程main中启动了两个线程t1和t2。t1和t2在run()会引用同一个对象的同步锁，即synchronized(obj)。在t1运行过程中，虽然它会调用Thread.yield()；但是，t2是不会获取cpu执行权的。因为，t1并没有释放“obj所持有的同步锁”！

join()介绍及示例

join()的作用：让“主线程”等待“子线程”结束之后才能继续运行。这句话可能有点晦涩，我们还是通过例子去理解：

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// 主线程
public class Father extends Thread {
    public void run() {
        Son s = new Son();
        s.start();
        s.join();
        ...
    }
}
// 子线程
public class Son extends Thread {
    public void run() {
        ...
    }
}

说明：
上面的有两个类Father(主线程类)和Son(子线程类)。因为Son是在Father中创建并启动的，所以，Father是主线程类，Son是子线程类。
在Father主线程中，通过new Son()新建“子线程s”。接着通过s.start()启动“子线程s”，并且调用s.join()。在调用s.join()之后，Father主线程会一直等待，直到“子线程s”运行完毕；在“子线程s”运行完毕之后，Father主线程才能接着运行。 这也就是我们所说的“join()的作用，是让主线程会等待子线程结束之后才能继续运行”！

join源码分析

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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()) {
            // 当前正在运行的线程等待
            wait(0);
        }
    } else {
        while (isAlive()) {
            long delay = millis - now;
            if (delay <= 0) {
                break;
            }
            wait(delay);
            now = System.currentTimeMillis() - base;
        }
    }
}

说明：

从代码中，我们可以发现。当millis==0时，会进入while(isAlive())循环；

即只要子线程是活的，主线程就不停的等待。 我们根据上面解释join()作用时的代码来理解join()的用法！

问题： 虽然s.join()被调用的地方是发生在“Father主线程”中，但是s.join()是通过“子线程s”去调用的join()。那么，join()方法中的isAlive()应该是判断“子线程s”是不是Alive状态；对应的wait(0)也应该是“让子线程s”等待才对。但如果是这样的话，s.join()的作用怎么可能是“让主线程等待，直到子线程s完成为止”呢，应该是让”子线程等待才对(因为调用子线程对象s的wait方法嘛)”？

答案：wait()的作用是让“当前线程”等待，而这里的“当前线程”是指当前在CPU上运行的线程。所以，虽然是调用子线程的wait()方法，但是它是通过“主线程”去调用的；所以，休眠的是主线程，而不是“子线程”！

join示例

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// JoinTest.java的源码
public class JoinTest{ 

    public static void main(String[] args){ 
        try {
            ThreadA t1 = new ThreadA("t1"); // 新建“线程t1”

            t1.start();                     // 启动“线程t1”
            t1.join();                      // 将“线程t1”加入到“主线程main”中，并且“主线程main()会等待它的完成”
            System.out.printf("%s finish\n", Thread.currentThread().getName()); 
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    } 

    static class ThreadA extends Thread{

        public ThreadA(String name){ 
            super(name); 
        } 
        public void run(){ 
            System.out.printf("%s start\n", this.getName()); 

            // 延时操作
            for(int i=0; i <1000000; i++)
               ;

            System.out.printf("%s finish\n", this.getName()); 
        } 
    } 
}

运行结果：

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t1 start
t1 finish
main finish

结果说明：
运行流程如图
(01) 在“主线程main”中通过 new ThreadA(“t1”) 新建“线程t1”。 接着，通过 t1.start() 启动“线程t1”，并执行t1.join()。
(02) 执行t1.join()之后，“主线程main”会进入“阻塞状态”等待t1运行结束。“子线程t1”结束之后，会唤醒“主线程main”，“主线程”重新获取cpu执行权，继续运行。

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