线程中的join()、wait() 和 notify()详解及练习题

一、join()

Thread 类提供了 join() 方法，用于等待当前线程所调用的其他线程执行完毕。

1、当一个线程调用另一个线程的 join() 方法时，它会被阻塞，直到被调用的线程执行完毕或达到指定的超时时间。

比如：当主线程main中调用了另一个线程thread1，那么main线程会被阻塞，只有当thread1执行完毕，main线程才继续执行。

2、当然也可以调用join() 方法还有一个重载的形式，允许指定等待的最大时间：

public final synchronized void join(long millis) throws InterruptedException

在上述形式中，millis 参数表示等待的最大时间，以毫秒为单位。如果被调用的线程在指定的时间内没有执行完毕，当前线程将不再等待，继续执行后续的操作。

join() 方法通常用于实现线程之间的协作和同步。例如，可以创建多个线程，然后使用 join() 方法来确保这些线程按照特定的顺序执行。

练习1：要求线程a执行完才开始线程b, 线程b执行完才开始线程c

import org.junit.Test;
 
/**
 * @Author xpf
 * @Date 2023/9/5 17:07
 * @Version 1.0
 *  要求线程a执行完才开始线程b, 线程b执行完才开始线程c
 */
public class MyThreadJoin {
 
    public static class MyThread extends Thread{
 
        MyThread(String name){
            super(name);
        }
 
        @Override
        public void run() {
            for (int i= 1; i <= 10; i++){
                System.out.println(getName() + ":" + i);
            }
        }
    }
 
    //https://blog.csdn.net/shinecjj/article/details/103792151
    public static void main(String[] args) {
        MyThread t1 = new MyThread("a");
        MyThread t2 = new MyThread("b");
        MyThread t3 = new MyThread("c");
 
        try {
            t1.start();
            t1.join();
 
            t2.start();
            t2.join();
 
            t3.start();
            t3.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
 
 
}

结果：

二、wait() 和 notify()

1、wait() 和 notify() 是object对象的方法

2、wait()：

可以使当前线程进入等待状态，直到其他线程调用 notify() 或者 notifyAll() 方法唤醒它。

在调用 wait() 方法时，当前线程会释放它所持有的锁，以便其他线程可以访问共享资源

 3、notify()：

用于唤醒一个处于等待状态的线程，如果有多个线程在等待，则只会唤醒其中一个线程。

notifyAll() 方法则会唤醒所有处于等待状态的线程。 

wait和 notify 方法必须在同步块中使用，即在使用这两个方法的对象上获取锁。否则会抛出illegalMonitorStateException异常

练习1：两个线程轮流打印数字，一直到100

/**
 * @Author xpf
 * @Date 2023/9/6 10:35
 * @Version 1.0
 * 2、两个线程轮流打印数字，一直到100
 * wait() 和 notify() 是object对象的方法
 * wait()：可以使当前线程进入等待状态，直到其他线程调用 notify() 或者 notifyAll() 方法唤醒它。
 *         在调用 wait() 方法时，当前线程会释放它所持有的锁，以便其他线程可以访问共享资源
 * notify()：用于唤醒一个处于等待状态的线程，如果有多个线程在等待，则只会唤醒其中一个线程。notifyAll方法则会唤醒所有处于等待状态的线程。
 * wait和 notify 方法必须在同步块中使用，即在使用这两个方法的对象上获取锁。否则会抛出illegalMonitorStateException异常
 */
public class ThreadWaitNotify {
 
     static class TakeTurnsAdd{
        final Object lock = new Object();
        boolean getFlag = true;
        int sum = 1;
        public void add1(){
            synchronized (lock){
                String threadName = Thread.currentThread().getName();
                for (int i = 1; i <= 50; i++) {
                    if (getFlag){
                        try {
//                            System.out.println(threadName + "wait()前" );
                            lock.wait();
//                            System.out.println(threadName + "wait()后" );
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
 
                    }
 
                    System.out.println(threadName + "a:" + sum++);
//                    System.out.println(threadName + "notify()前" );
                    getFlag = !getFlag;
                    lock.notify();
//                    System.out.println(threadName + "notify()后" );
                }
            }
 
        }
 
        public void add2(){
            synchronized (lock){
                String threadName = Thread.currentThread().getName();
                for (int i = 1; i <= 50; i++) {
                    if (!getFlag){
                        try {
//                            System.out.println(threadName + "wait()前" );
                            lock.wait();
//                            System.out.println(threadName + "wait()后" );
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    System.out.println(threadName + "b:" + sum++);
//                    System.out.println(threadName + "notify()前" );
                    getFlag = !getFlag;
                    lock.notify();
//                    System.out.println(threadName + "notify()后" );
                }
            }
 
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        TakeTurnsAdd takeTurnsAdd = new TakeTurnsAdd();
        new Thread(()->{takeTurnsAdd.add1();}).start();
        new Thread(()->{takeTurnsAdd.add2();}).start();
    }
}

结果：

...

 练习2：两线程，一个打印数字从1到52，另一个打印字母从A到Z，输出：12A34B56C...5152Z

/**
 * @Author xpf
 * @Date 2023/9/6 10:35
 * @Version 1.0
 * 两线程，一个打印数字从1到52，另一个打印字母从A到Z，输出：12A34B56C...5152Z
 */
public class ThreadWaitNotify2 {
 
     static class TakeTurnsAdd{
        final Object lock = new Object();
        boolean getFlag = false;
        int sum = 1;
        public void add1(){
            synchronized (lock){
                String threadName = Thread.currentThread().getName();
                for (int i = 1; i <= 26; i++) {
                    if (getFlag){
                        try {
//                            System.out.println(threadName + "wait()前" );
                            lock.wait();
//                            System.out.println(threadName + "wait()后" );
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
 
                    }
                    System.out.print(sum++);
                    System.out.print(sum++);
//                    System.out.println(threadName + "notify()前" );
                    getFlag = !getFlag;
                    lock.notify();
//                    System.out.println(threadName + "notify()后" );
                }
            }
 
        }
 
        public void add2(){
            synchronized (lock){
                String threadName = Thread.currentThread().getName();
                for (int i = 0; i < 26; i++) {
                    if (!getFlag){
                        try {
//                            System.out.println(threadName + "wait()前" );
                            lock.wait();
//                            System.out.println(threadName + "wait()后" );
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    System.out.print((char) (65+i));
//                    System.out.println(threadName + "notify()前" );
                    getFlag = !getFlag;
                    lock.notify();
//                    System.out.println(threadName + "notify()后" );
                }
            }
 
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        TakeTurnsAdd takeTurnsAdd = new TakeTurnsAdd();
        new Thread(()->{takeTurnsAdd.add1();}).start();
        new Thread(()->{takeTurnsAdd.add2();}).start();
    }
}

结果：