| 从天圆地方到地球是圆的，从地心说到日心说，一个个思想模型的提出，都成功演奏了问题，假设，验证三部曲。所以我们就使用这些先哲留给我们的探索宇宙的思维方式——问题，假设，验证三部曲，来探究一下Java中Thread类的join方法到底是如何实现等待的。 |
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三部曲第一弹
问题
如何实现Thread.join()方法假设
一个最简单的实现方式，就是不断循环判断加入线程是否还在执行，直到停止运行，跳出循环，当前线程继续运行验证
public class MyThread extends Thread {
/**
* 自定义的join方法
*/
public final void join2() {
while (this.isAlive()) ;
}
@Override
public void run() {
try {
sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("my thread run over");
}
public static void main(String[] args) {
MyThread myThread = new MyThread();
myThread.start();
myThread.join2();
System.out.println("main thread run over");
}
}
在这个示例中，如果“my thread run over”打印在“main thread run over”之前就算验证成功
运行结果：
可见这个假设验证成功
三部曲第二弹
问题
通过这种不断循环判断的方式，可以实现让当前线程等待的功能，但是，线程会处于忙等待状态，CPU始终在空转，造成了不必要的性能开销
假设
通过调用wait方法，释放处理机，避免“忙等”状态
验证
public class MyThread extends Thread {
/**
* 自定义的join方法
*/
public final void join2() {
while (this.isAlive()) ;
}
/**
* 自定义的join方法
* 可以释放CPU
*/
public final synchronized void join3() throws InterruptedException {
while (this.isAlive()) {
wait();
}
}
@Override
public void run() {
try {
sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("my thread run over");
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
MyThread myThread = new MyThread();
myThread.start();
//myThread.join2();
myThread.join3();
System.out.println("main thread run over");
}
}
可见，通过wait方法避免“忙等”是可行的
三部曲第三弹
问题
有wait，必有notify，可是在JDK中并不能找到对myThread线程的notify调用
假设
notify是jvm调用的
验证
jvm源码片段：
//一个c++函数：
void JavaThread::exit(bool destroy_vm, ExitType exit_type);
//这家伙是啥，就是一个线程执行完毕之后，jvm会做的事，做清理啊收尾工作，
//里面有一个贼不起眼的一行代码，眼神不好还看不到的呢，就是这个：ensure_join(this);
//翻译成中文叫 确保_join(这个)；代码如下：
static void ensure_join(JavaThread* thread) {
Handle threadObj(thread, thread->threadObj());
ObjectLocker lock(threadObj, thread);
thread->clear_pending_exception();
java_lang_Thread::set_thread_status(threadObj(), java_lang_Thread::TERMINATED);
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，是啥是啥？就是myThread线程啊。
lock.notify_all(thread);
thread->clear_pending_exception();
}
所以，notify就是由jvm在线程执行结束后调用的
最后，再来看一下JDK的源码实现
以下是jdk_1.8.0.161中，java.lang.Thread类的源码片段：
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;
}
}
}
仔细观察第二段源码中的第11、12行，可见，源码当中正是这样实现的。
我们的探索告一段落，下次再见！
参考资料：