java多线程join()方法的作用和实现原理解析(应用场景)

java多线程join()方法的作用和实现原理解析

作用

在Java多线程编程中，有时候需要等待一个线程完成后再去执行其他任务。这时候就需要用到join()方法。join()方法会阻塞当前线程，等待被调用线程执行完成后再继续执行。

实现原理

当调用join()方法时，调用线程会进入等待状态，等待被调用线程执行完成。在Thread的join()方法内部，会调用线程对象的wait()方法，将调用线程放入等待队列中。被调用线程执行完成后，会调用自己的notifyAll()方法，唤醒等待队列中的所有线程，使调用线程恢复运行。

应用场景

示例一：

假设我们在主线程中创建了两个子线程t1和t2，t2需要等待t1执行完成后才能执行。这时候我们可以使用join()方法来实现：

public class MainThread {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("线程t1开始执行");
                try {
                    Thread.sleep(5000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("线程t1执行完成");
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("线程t2开始执行");
                try {
                    // 调用t1的join方法，等待t1执行完成后再继续执行
                    t1.join();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("线程t2执行完成");
            }
        });

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

执行结果：

线程t1开始执行
线程t2开始执行
线程t1执行完成
线程t2执行完成

可以看到，t2会等待t1执行完成后再执行。如果不使用join()方法的话，t1和t2将会同时执行。

示例二：

假设我们需要同时下载多个文件，但是又不想让每个下载任务都卡着等待其他任务完成后再继续执行。这时候我们可以使用join()方法来分阶段下载文件：

public class DownloadTask implements Runnable {
    private String url;
    private String fileName;

    public DownloadTask(String url, String fileName) {
        this.url = url;
        this.fileName = fileName;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("开始下载文件：" + fileName);
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("文件下载完成：" + fileName);
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        DownloadTask task1 = new DownloadTask("https://example.com/1.pdf", "1.pdf");
        DownloadTask task2 = new DownloadTask("https://example.com/2.pdf", "2.pdf");
        DownloadTask task3 = new DownloadTask("https://example.com/3.pdf", "3.pdf");

        Thread t1 = new Thread(task1);
        Thread t2 = new Thread(task2);
        Thread t3 = new Thread(task3);

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();

        t1.join();
        t2.join();
        t3.join();

        System.out.println("所有文件下载完成");
    }
}

执行结果：

开始下载文件：1.pdf
开始下载文件：2.pdf
开始下载文件：3.pdf
文件下载完成：3.pdf
文件下载完成：1.pdf
文件下载完成：2.pdf
所有文件下载完成

以上代码中，我们创建了三个下载任务，并用三个线程来分别执行这三个任务。我们使用join()方法来阻塞主线程，直到所有任务均执行完成后再继续执行主线程。这样就可以保证每个下载任务都能够在自己的线程中执行，而不会相互干扰。