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本文轉載自微信公眾號「編了個程」，作者Yasin x 。轉載本文請聯系編了個程公眾號。

Y說

今天沒什么要說的。我個人很喜歡拍天空的照片，放一張前段時間晚上拍的照片吧。

join方法釋放鎖嗎?

前段時間，有一個讀者私信我，問了這么一個問題：Thread實例的join方法內部是調用的wait方法，而wait方法是會釋放鎖的，為什么網上很多文章(包括我們之前寫的開源書《深入淺出Java多線程》)會說join方法不釋放鎖?

釋放thread對象鎖

我們先用書中的一個例子說起：

public class Join { 
    static class ThreadA implements Runnable { 
 
        @Override 
        public void run() { 
            try { 
                System.out.println("我是子線程，我先睡一秒"); 
                Thread.sleep(1000); 
                System.out.println("我是子線程，我睡完了一秒"); 
            } catch (InterruptedException e) { 
                e.printStackTrace(); 
            } 
        } 
    } 
 
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
        Thread thread = new Thread(new ThreadA()); 
        thread.start(); 
        thread.join(); 
        System.out.println("如果不加join方法，我會先被打出來，加了就不一樣了"); 
    } 
} 

在這個例子中，我們在main方法中調用了thread.join()，打印出來的效果就是：

我是子線程，我先睡一秒 
我是子線程，我睡完了一秒 
如果不加join方法，我會先被打出來，加了就不一樣了 

這個例子想要表達的意圖很簡單，就是通過thread實例的join方法，達到main線程等待thread線程執行完后再繼續執行的效果。

那join方法底層是如何實現這個功能的呢?究竟會不會釋放鎖呢?我們點進去看看源碼。

if (millis == 0) { 
    while (isAlive()) { 
        wait(0); 
    } 
} else { 
    while (isAlive()) { 
        long delay = millis - now; 
        if (delay <= 0) { 
            break; 
        } 
        wait(delay); 
        now = System.currentTimeMillis() - base; 
    } 
} 

可以看到，join的底層是調用的wait(long)方法。而wait方法是Object類型的實例方法，會釋放當前Object的鎖，且需要拿到當前Object的鎖才行。

這么說可能有點繞。眾所周知，「Java的鎖其實本質上是對象鎖」，因為我們前面調用的是thread.join()，所以這里的“鎖”對象其實thread這個對象。那這里wait釋放的是thread這個對象鎖。

我們把上面的main方法簡單改一下，用另一個線程是占住thread這個對象鎖，就比較直觀了：

public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
    Thread thread = new Thread(new ThreadA()); 
    thread.start(); 
    new Thread(() -> { 
        // 把thread對象作為鎖占住，這樣下面的join里面的wait只有等鎖釋放了才能執行。 
        synchronized (thread) { 
            try { 
                System.out.println("我占住了thread鎖"); 
                Thread.sleep(10000); 
                System.out.println("我thread鎖釋放了"); 
            } catch (InterruptedException e) { 
                e.printStackTrace(); 
            } 
        } 
    }).start(); 
    thread.join(); 
    System.out.println("如果不加join方法，我會先被打出來，加了就不一樣了"); 
} 

打印結果：

我是子線程，我先睡一秒 
我占住了thread鎖 
我是子線程，我睡完了一秒 
我thread鎖釋放了 
如果不加join方法，我會先被打出來，加了就不一樣了 

這就印證了那句話：wait方法執行前，是需要獲取當前對象的鎖的。

所以回歸到最開始的問題：join()方法會釋放鎖嗎?嚴瑾的答案是它會釋放thread實例的對象鎖，但不會釋放其它對象鎖(包括main線程)。stackoverflow也對這個有討論：Does Thread.join() release the lock? Or continue to hold it?。

簡單來說，你說它釋放了鎖也對，因為它確實通過wait方法釋放了thread對象鎖，你說它沒釋放鎖也對，因為從調用線程的角度來看，它并沒有釋放當前調用線程持有的對象鎖。

當然，為了防止其它讀者看到這也有這個疑惑，我直接把文中的這句話刪掉了。

^image.png^

誰喚醒了?

源碼看到這，我又有了一個新的疑問：join方法內部是一個while循環。wait釋放了鎖，那必然會有一個人來喚醒它，程序才能夠繼續往下走。那必然有一個地方調用了thread對象的notify方法。

我們在Thread類里面可以找到一個exit()方法，上面備注寫著：This method is called by the system to give a Thread a chance to clean up before it actually exits.

這么簡單的英文大家應該都能看懂吧?

里面有這么一段代碼：

if (group != null) { 
    group.threadTerminated(this); 
    group = null; 
} 
 
void threadTerminated(Thread t) { 
    synchronized (this) { 
        remove(t); 
 
        if (nthreads == 0) { 
            notifyAll(); 
        } 
        if (daemon && (nthreads == 0) && 
            (nUnstartedThreads == 0) && (ngroups == 0)) 
        { 
            destroy(); 
        } 
    } 
} 

一開始我以為是在這里喚醒的，但仔細一看，這里調用的對象是ThreadGroup的實例，而不是thread實例。所以應該不是這個地方。

經過一通google之后，我又在stackoverflow上找到了正確的答案(stackoverflow, yyds)：who and when notify the thread.wait() when thread.join() is called?

答案顯示，這是在JVM層面去做的事：

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); 
  lock.notify_all(thread); 
  // Ignore pending exception (ThreadDeath), since we are exiting anyway 
  thread->clear_pending_exception(); 
} 

可以看到除了notify_all以外，它其實做了很多掃尾的工作。包括處理異常、設置線程狀態等。

如果線程沒啟動

再把代碼改一下，如果線程沒有通過start啟動會怎樣呢?

Thread thread = new Thread(new ThreadA()); 
// thread.start(); 
thread.join(); 
System.out.println("如果不加join方法，我會先被打出來，加了就不一樣了"); 

會直接執行最后一行代碼打印出來。

看join源碼就知道了，在wait之前，會有一個isAlive()的判斷，看當前線程是否是alive的。如果沒有start，那就會直接返回false，不進入wait。

總結

join方法會釋放thread對象鎖，底層是wait方法，在JVM層面通過notify_all來喚醒的。