Java多线程为何未按启动顺序执行结束？如何实现预期有序执行？

• 操作系统的线程调度无默认顺序约束：调用Thread.start()仅表示将线程提交到操作系统就绪队列，CPU分配时间片的顺序完全由内核调度策略决定，和start()的调用顺序没有绑定关系，所以线程的实际执行顺序天然是随机的。
• join()的行为符合预期：join()的作用是让调用方（此处为主线程）阻塞，直到目标线程运行结束才返回。你是按线程数组的存储顺序依次调用join()，所以即使后面的线程先运行结束，主线程也会先等待排在前面的线程终止，因此join日志会严格按数组顺序打印，且必然在对应线程结束后才输出。
• 同步范围仅覆盖减血操作：你给hurt()方法加了synchronized，仅保证hp -= 1的原子性，减血操作完成后锁就会释放，后续的打印HP、Thread.sleep()、打印结束日志的步骤都没有同步约束，多个线程的这些步骤会交叉执行，自然会出现日志顺序和减血顺序不匹配的问题。

如果需要让10个线程严格按启动顺序执行减血、打印、结束的完整逻辑，可以通过序号准入控制实现，以下是可直接运行的修改方案：
首先新增一个准入控制的volatile变量，每个线程持有自己的序号，只有轮到自己的序号时才执行完整逻辑，执行完更新准入序号：

public class TestHero {
    // 记录当前允许执行的线程序号，从0开始
    private static volatile int currentAllowed = 0;
    // 用于控制准入序号更新的锁，避免并发更新冲突
    private static final Object lock = new Object();

    public static void main(String[] args) {
        Hero gareen = new Hero("Gareen", 100, 10);
        System.out.printf("Initial HP of Gareen: %f\n",gareen.hp);
        int N = 10;
        Thread[] hurtThreads = new Thread[N];

        for (int i = 0; i < N; i++) {
            // 把当前序号存为final变量，供lambda使用
            final int threadIndex = i;
            Thread t1 = new Thread(() -> {
                // 自旋等待到自己的序号
                while (currentAllowed != threadIndex) {
                    // 空转等待，也可以加Thread.yield()降低CPU占用
                }
                // 执行完整逻辑
                gareen.hurt();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": Gareen lost 1 HP,now his HP: " + gareen.hp);
                try{
                    Thread.sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e){
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " ended");
                // 更新准入序号，放行下一个线程
                synchronized (lock) {
                    currentAllowed++;
                }
            });

            t1.start();
            System.out.println(t1.getName() + " started");
            hurtThreads[i] = t1;
        }

        for(Thread t : hurtThreads){
            try {
                t.join();
                System.out.println(t.getName() + " joined ");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        System.out.println("Now, Gareen's HP: " + gareen.hp);
    }
}

修改后运行就会完全符合你的预期：线程按启动顺序依次执行减血、打印HP、休眠、打印结束，最终HP为90，join日志也会按顺序输出。如果不需要多线程并发只是要顺序执行任务，直接在主线程循环调用hurt()即可，上述方案仅用于多线程顺序执行的练习场景。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Tracker647