Понимание работы метода join и break в потоках Java

Быстрый ответ

Метод join() в контексте многопоточного программирования на Java позволяет приостановить выполнение текущего потока до тех пор, пока поток, к которому применён данный метод, не закончит свою работу. Текущий поток продолжит своё выполнение только после того, как указанный поток будет завершён.

Thread t1 = new Thread(() -> {/* Здесь может быть ваш код */});
t1.start();
t1.join();  // Ожидаем завершения потока t1
// Основные действия начнут выполняться после завершения потока t1!

Другими словами, вызов t1.join() образует стартовую последовательность, в которой каждый последующий участник начинает работу только после того, как завершит свою работу предыдущий.

Подробнее о методе join()

Воспринимайте метод join() как сигнал главному потоку в духе: "Остановись, дождись меня, я почти закончил!" Если у вас есть два потока, t1 и t2, применение метода join заставит главный поток ожидать их завершения. При этом t1 и t2 выполняются параллельно, будто два спорщика, аргументируя своё мнение каждый за себя.

Thread t1 = new Thread(() -> {/* Код первого потока */});
Thread t2 = new Thread(() -> {/* Код второго потока */});
t1.start();
t2.start();

t1.join(); // Ожидаем завершения потока t1
t2.join(); // А также потока t2

// Основное действие начнётся после их завершения!

Метод join() может бросить исключение InterruptedException, если главный поток будет прерван во время ожидания.

try {
    t1.join();
    t2.join();
} catch (InterruptedException e) {
    // Опа, сюрприз! Неожиданное прерывание!
    Thread.currentThread().interrupt();
}

При работе с потоками важно следить за синхронизацией общих переменных, чтобы не допустить возникновения конфликтов.

Советы по освоению методов многопоточности

Метод join() полезен, но есть и другие способы улучшить ваши навыки параллельного программирования:

• С помощью synchronized обеспечивается эксклюзивный доступ к ресурсу на протяжении работы одного потока.
• Атомарные переменные: их можно безопасно использовать в многопоточном программировании без применения блокировок.
• Метод join() является потокобезопасным и не вызывает проблем при одновременном вызове из разных мест.
• Для более сложной синхронизации рекомендуется изучить такие инструменты, как CyclicBarriers и CountDownLatch из пакета java.util.concurrent.

Визуализация

Можно представить потоки как поезд, где главный поток – это локомотив:

Главный поток (локомотив), ведущий за собой другие (вагоны) потоки:
      🚂--🛤(🧵)--🛤(🧵)--🛤(🧵)

Применение метода thread.join() можно интерпретировать как: "Стоп, мы не можем отправиться без всех вагонов!".

Сбор подвижного состава:  
      🚂----🚃----🚃----🚃
      🚉🕒🛤🔁 (Ожидание, пока все вагоны подойдут)

Когда все вместе: 
      🚂[🚃🚃🚃] ➡️ (Поезд готов к отправке)

Главный поток ожидает, пока все дочерние потоки завершат выполнение, после чего продолжает свою работу.

Обработка прерываний как у профессионалов

Почему важно корректно обрабатывать прерывания?

Правильная обработка прерываний значима, когда выполнение метода join() потока прерывается. Вот несколько советов по обработке прерываний:

• InterruptedException сигнализирует о том, что другой поток пытался вмешаться в работу.
• После перехвата исключения InterruptedException лучшей практикой считается установка символа прерывания для потока.
• Для того чтобы завершить операцию, даже в случае прерывания, используйте метод join() в цикле.

Подробнее об этом расскажет наш спикер на видео

Пример:

public void awaitCompletion(Thread thread) {
    boolean completed = false;
    while (!completed) {
        try {
            thread.join();
            completed = true; // Мы готовы, можно выдохнуть
        } catch (InterruptedException e) {
            // Произошло прерывание. Отработаем это.
            Thread.currentThread().interrupt();
        }
    }
}

Полезные материалы

1. Thread (Java Platform SE 8) — официальная документация по методу Thread.join().
2. Joins (The Java™ Tutorials > Essential Java Classes > Concurrency) — туториал Oracle о методе join.
3. java – How to know if other threads have finished? – Stack Overflow — обсуждение использования Thread.join() на ресурсе Stack Overflow.
4. Joining Threads in Java – GeeksforGeeks — руководство по использованию метода join для работы с потоками на Java.
5. Java concurrency (multi-threading) – Tutorial — учебное пособие, посвященное особенностям многопоточной работы и использованию метода Thread.join().