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简介
join()是Thread类的一个方法。根据jdk文档的定义：
public final void join()throws InterruptedException: Waits for this thread to die.
join()方法的作用，是等待这个线程结束；但显然，这样的定义并不清晰。个人认为”Java 7 Concurrency Cookbook”的定义较为清晰：
join() method suspends the execution of the calling thread until the object called finishes its execution.
也就是说，t.join()方法阻塞调用此方法的线程(calling thread)，直到线程t完成，此线程再继续；通常用于在main()主线程内，等待其它线程完成再结束main()主线程。我们来看看下面的例子。
例子
我们对比一下下面这两个例子，看看使用join()方法的作用是什么？
不使用join()方法的情况：
public static void main(String[] args){
System.out.println("MainThread run start.");
//启动一个子线程
Thread threadA = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("threadA run start.");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("threadA run finished.");
}
});
threadA.start();
System.out.println("MainThread join before");
System.out.println("MainThread run finished.");
}
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运行结果如下：
MainThread run start.
threadA run start.
MainThread join before
MainThread run finished.
threadA run finished.
因为上述子线程执行时间相对较长，所以是在主线程执行完毕之后才结束。
使用了join()方法的情况：
public static void main(String[] args){
System.out.println("MainThread run start.");
//启动一个子线程
Thread threadA = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("threadA run start.");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("threadA run finished.");
}
});
threadA.start();
System.out.println("MainThread join before");
try {
threadA.join(); //调用join()
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("MainThread run finished.");
}
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运行结果如下：
MainThread run start.
threadA run start.
MainThread join before
threadA run finished.
MainThread run finished.
对子线程threadA使用了join()方法之后，我们发现主线程会等待子线程执行完成之后才往后执行。
join()的原理和作用
java层次的状态转换图
我们来深入源码了解一下join()：
//Thread类中
public final void join() throws InterruptedException {
join(0);
}
public final synchronized void join(long millis) throws InterruptedException {
long base = System.currentTimeMillis(); //获取当前时间
long now = 0;
if (millis < 0) {
throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");
}
if (millis == 0) { //这个分支是无限期等待直到b线程结束
while (isAlive()) {
wait(0);
}
} else { //这个分支是等待固定时间，如果b没结束，那么就不等待了。
while (isAlive()) {
long delay = millis - now;
if (delay <= 0) {
break;
}
wait(delay);
now = System.currentTimeMillis() - base;
}
}
}
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我们重点关注一下这两句，无限期等待的情况：：
while (isAlive()) {
wait(0); //wait操作，那必然有synchronized与之对应
}
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注意这个wait()方法是Object类中的方法，再来看sychronized的是谁：
public final synchronized void join(long millis) throws InterruptedException { ... }
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成员方法加了synchronized说明是synchronized(this)，this是谁啊？this就是threadA子线程对象本身。也就是说，主线程持有了threadA这个对象的锁。
大家都知道，有了wait()，必然有notify()，什么时候才会notify呢？在jvm源码里：
// 位于/hotspot/src/share/vm/runtime/thread.cpp中
void JavaThread::exit(bool destroy_vm, ExitType exit_type) {
// ...
// Notify waiters on thread object. This has to be done after exit() is called
// on the thread (if the thread is the last thread in a daemon ThreadGroup the
// group should have the destroyed bit set before waiters are notified).
// 有一个贼不起眼的一行代码，就是这行
ensure_join(this);
// ...
}
static void ensure_join(JavaThread* thread) {
// We do not need to grap the Threads_lock, since we are operating on ourself.
Handle threadObj(thread, thread->threadObj());
assert(threadObj.not_null(), "java thread object must exist");
ObjectLocker lock(threadObj, thread);
// Ignore pending exception (ThreadDeath), since we are exiting anyway
thread->clear_pending_exception();
// Thread is exiting. So set thread_status field in java.lang.Thread class to TERMINATED.
java_lang_Thread::set_thread_status(threadObj(), java_lang_Thread::TERMINATED);
// Clear the native thread instance - this makes isAlive return false and allows the join()
// to complete once we've done the notify_all below
java_lang_Thread::set_thread(threadObj(), NULL);
// 同志们看到了没，别的不用看，就看这一句
// thread就是当前线程，是啥？就是刚才例子中说的threadA线程啊。
lock.notify_all(thread);
// Ignore pending exception (ThreadDeath), since we are exiting anyway
thread->clear_pending_exception();
}
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当子线程threadA执行完毕的时候，jvm会自动唤醒阻塞在threadA对象上的线程，在我们的例子中也就是主线程。至此，threadA线程对象被notifyall了，那么主线程也就能继续跑下去了。
可以看出，join()方法实现是通过wait()（小提示：Object 提供的方法）。 当main线程调用threadA.join时候，main线程会获得线程对象threadA的锁（wait 意味着拿到该对象的锁),调用该对象的wait(等待时间)，直到该对象唤醒main线程 （也就是子线程threadA执行完毕退出的时候）
总结
首先join() 是一个synchronized方法， 里面调用了wait()，这个过程的目的是让持有这个同步锁的线程进入等待，那么谁持有了这个同步锁呢？答案是主线程，因为主线程调用了threadA.join()方法，相当于在threadA.join()代码这块写了一个同步代码块，谁去执行了这段代码呢，是主线程，所以主线程被wait()了。然后在子线程threadA执行完毕之后，JVM会调用lock.notify_all(thread);唤醒持有threadA这个对象锁的线程，也就是主线程，会继续执行。
参考资料
Java中Thread类的join方法到底是如何实现等待的？
简谈Java的join()方法
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作者：Mlib
来源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/u010983881/article/details/80257703
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