Java中用戶線程和守護線程區(qū)別這么大？
本文轉載自微信公眾號「Java中文社群」，作者磊哥。轉載本文請聯系Java中文社群公眾號。
在 Java 語言中線程分為兩類：用戶線程和守護線程，而二者之間的區(qū)別卻鮮有人知，所以本文磊哥帶你來看二者之間的區(qū)別，以及守護線程需要注意的一些事項。
1.默認用戶線程
Java 語言中無論是線程還是線程池，默認都是用戶線程，因此用戶線程也被成為普通線程。
以線程為例，想要查看線程是否為守護線程只需通過調用 isDaemon() 方法查詢即可，如果查詢的值為 false 則表示不為守護線程，自然也就屬于用戶線程了，如下代碼所示：
- public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
- Thread thread = new Thread(new Runnable() {
- @Override
- public void run() {
- System.out.println("我是子線程");
- }
- });
- System.out.println("子線程==守護線程：" + thread.isDaemon());
- System.out.println("主線程==守護線程：" + Thread.currentThread().isDaemon());
- }
以上程序的執(zhí)行結果為：
從上述結果可以看出，默認情況下主線程和創(chuàng)建的新線程都為用戶線程。
PS：Thread.currentThread() 的意思是獲取執(zhí)行當前代碼的線程實例。
2.主動修改為守護線程
守護線程(Daemon Thread)也被稱之為后臺線程或服務線程，守護線程是為用戶線程服務的，當程序中的用戶線程全部執(zhí)行結束之后，守護線程也會跟隨結束。
守護線程的角色就像“服務員”，而用戶線程的角色就像“顧客”，當“顧客”全部走了之后(全部執(zhí)行結束)，那“服務員”(守護線程)也就沒有了存在的意義，所以當一個程序中的全部用戶線程都結束執(zhí)行之后，那么無論守護線程是否還在工作都會隨著用戶線程一塊結束，整個程序也會隨之結束運行。
那如何將默認的用戶線程修改為守護線程呢?
這個問題要分為兩種情況來回答，首先如果是線程，則可以通過設置 setDaemon(true) 方法將用戶線程直接修改為守護線程，而如果是線程池則需要通過 ThreadFactory 將線程池中的每個線程都為守護線程才行，接下來我們分別來實現一下。
2.1 設置線程為守護線程
如果使用的是線程，可以通過 setDaemon(true) 方法將線程類型更改為守護線程，如下代碼所示：
- public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
- Thread thread = new Thread(new Runnable() {
- @Override
- public void run() {
- System.out.println("我是子線程");
- }
- });
- // 設置子線程為守護線程
- thread.setDaemon(true);
- System.out.println("子線程==守護線程：" + thread.isDaemon());
- System.out.println("主線程==守護線程：" + Thread.currentThread().isDaemon());
- }
以上程序的執(zhí)行結果為：
2.2 設置線程池為守護線程
要把線程池設置為守護線程相對來說麻煩一些，需要將線程池中的所有線程都設置成守護線程，這個時候就需要使用 ThreadFactory 來定義線程池中每個線程的線程類型了，具體實現代碼如下：
- // 創(chuàng)建固定個數的線程池
- ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10, new ThreadFactory() {
- @Override
- public Thread newThread(Runnable r) {
- Thread t = new Thread(r);
- // 設置線程為守護線程
- t.setDaemon(false);
- return t;
- }
- });
如下圖所示：
如上圖所示，可以看出，整個程序中有 10 個守護線程都是我創(chuàng)建的。其他幾種創(chuàng)建線程池的設置方式類似，都是通過 ThreadFactory 統一設置的，這里就不一一列舉了。
3.守護線程 VS 用戶線程
通過前面的學習我們可以創(chuàng)建兩種不同的線程類型了，那二者有什么差異呢?接下來我們使用一個小示例來看一下。
下面我們創(chuàng)建一個線程，分別將這個線程設置為用戶線程和守護線程，在每個線程中執(zhí)行一個 for 循環(huán)，總共執(zhí)行 10 次信息打印，每次打印之后休眠 100 毫秒，來觀察程序的運行結果。
3.1 用戶線程
新建的線程默認就是用戶線程，因此我們無需對線程進行任何特殊的處理，執(zhí)行 for 循環(huán)即可(總共執(zhí)行 10 次信息打印，每次打印之后休眠 100 毫秒)，實現代碼如下：
- /**
- * Author：Java中文社群
- */
- public class DaemonExample {
- public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
- Thread thread = new Thread(new Runnable() {
- @Override
- public void run() {
- for (int i = 1; i <= 10; i++) {
- // 打印 i 信息
- System.out.println("i:" + i);
- try {
- // 休眠 100 毫秒
- Thread.sleep(100);
- } catch (InterruptedException e) {
- e.printStackTrace();
- }
- }
- }
- });
- // 啟動線程
- thread.start();
- }
- }
以上程序執(zhí)行結果如下：
從上述結果可以看出，當程序執(zhí)行完 10 次打印之后才會正常結束進程。
3.2 守護線程
- /**
- * Author：Java中文社群
- */
- public class DaemonExample {
- public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
- Thread thread = new Thread(new Runnable() {
- @Override
- public void run() {
- for (int i = 1; i <= 10; i++) {
- // 打印 i 信息
- System.out.println("i:" + i);
- try {
- // 休眠 100 毫秒
- Thread.sleep(100);
- } catch (InterruptedException e) {
- e.printStackTrace();
- }
- }
- }
- });
- // 設置為守護線程
- thread.setDaemon(true);
- // 啟動線程
- thread.start();
- }
- }
以上程序執(zhí)行結果如下：
從上述結果可以看出，當線程設置為守護線程之后，整個程序不會等守護線程 for 循環(huán) 10 次之后再進行關閉，而是當主線程結束之后，守護線程只執(zhí)行了一次循環(huán)就結束運行了，由此可以看出守護線程和用戶線程的不同。
3.3 小結
守護線程是為用戶線程服務的，當一個程序中的所有用戶線程都執(zhí)行完成之后程序就會結束運行，程序結束運行時不會管守護線程是否正在運行，由此我們可以看出守護線程在 Java 體系中權重是比較低的。
4.守護線程注意事項
守護線程的使用需要注意以下三個問題：
- 守護線程的設置 setDaemon(true) 必須要放在線程的 start() 之前，否則程序會報錯。
- 在守護線程中創(chuàng)建的所有子線程都是守護線程。
- 使用 jojn() 方法會等待一個線程執(zhí)行完，無論此線程是用戶線程還是守護線程。
接下來我們分別演示一下，以上的注意事項。
4.1 setDaemon 執(zhí)行順序
當我們將 setDaemon(true) 設置在 start() 之后，如下代碼所示：
- public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
- Thread thread = new Thread(new Runnable() {
- @Override
- public void run() {
- for (int i = 1; i <= 10; i++) {
- // 打印 i 信息
- System.out.println("i:" + i + ",isDaemon:" +
- Thread.currentThread().isDaemon());
- try {
- // 休眠 100 毫秒
- Thread.sleep(100);
- } catch (InterruptedException e) {
- e.printStackTrace();
- }
- }
- }
- });
- // 啟動線程
- thread.start();
- // 設置為守護線程
- thread.setDaemon(true);
- }
以上程序執(zhí)行結果如下：
從上述結果可以看出，當我們將 setDaemon(true) 設置在 start() 之后，不但程序的執(zhí)行會報錯，而且設置的守護線程也不會生效。
4.2 守護線程的子線程
- public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
- Thread thread = new Thread(new Runnable() {
- @Override
- public void run() {
- Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
- @Override
- public void run() {
- }
- });
- System.out.println("守護線程的子線程 thread2 isDaemon：" +
- thread2.isDaemon());
- }
- });
- // 設置為守護線程
- thread.setDaemon(true);
- // 啟動線程
- thread.start();
- Thread.sleep(1000);
- }
以上程序執(zhí)行結果如下：
從上述結果可以看出，守護線程中創(chuàng)建的子線程，默認情況下也屬于守護線程。
4.3 join 與守護線程
通過 3.2 部分的內容我們可以看出，默認情況下程序結束并不會等待守護線程執(zhí)行完，而當我們調用線程的等待方法 join() 時，執(zhí)行的結果就會和 3.2 的結果有所不同，下面我們一起來看吧，示例代碼如下：
- public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
- Thread thread = new Thread(new Runnable() {
- @Override
- public void run() {
- for (int i = 1; i <= 10; i++) {
- // 打印 i 信息
- System.out.println("i:" + i);
- try {
- // 休眠 100 毫秒
- Thread.sleep(100);
- } catch (InterruptedException e) {
- e.printStackTrace();
- }
- }
- }
- });
- // 設置為守護線程
- thread.setDaemon(true);
- // 啟動線程
- thread.start();
- // 等待線程執(zhí)行完
- thread.join();
- System.out.println("子線程==守護線程：" + thread.isDaemon());
- System.out.println("主線程==守護線程：" + Thread.currentThread().isDaemon());
- }
以上程序執(zhí)行結果如下：
通過上述結果我們可以看出，即使是守護線程，當程序中調用 join() 方法時，程序依然會等待守護線程執(zhí)行完成之后再結束進程。
5.守護線程應用場景
守護線程的典型應用場景就是垃圾回收線程，當然還有一些場景也非常適合使用守護線程，比如服務器端的健康檢測功能，對于一個服務器來說健康檢測功能屬于非核心非主流的服務業(yè)務，像這種為了主要業(yè)務服務的業(yè)務功能就非常合適使用守護線程，當程序中的主要業(yè)務都執(zhí)行完成之后，服務業(yè)務也會跟隨者一起銷毀。
6.守護線程的執(zhí)行優(yōu)先級
首先來說，線程的類型(用戶線程或守護線程)并不影響線程執(zhí)行的優(yōu)先級，如下代碼所示，定義一個用戶線程和守護線程，分別執(zhí)行 10 萬次循環(huán)，通過觀察最后的打印結果來確認線程類型對程序執(zhí)行優(yōu)先級的影響。
- public class DaemonExample {
- private static final int count = 100000;
- public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
- // 定義任務
- Runnable runnable = new Runnable() {
- @Override
- public void run() {
- for (int i = 0; i < count; i++) {
- System.out.println("執(zhí)行線程：" + Thread.currentThread().getName());
- }
- }
- };
- // 創(chuàng)建守護線程 t1
- Thread t1 = new Thread(runnable, "t1");
- // 設置為守護線程
- t1.setDaemon(true);
- // 啟動線程
- t1.start();
- // 創(chuàng)建用戶線程 t2
- Thread t2 = new Thread(runnable, "t2");
- // 啟動線程
- t2.start();
- }
- }
以上程序執(zhí)行結果如下：
通過上述結果可以看出，線程的類型不管是守護線程還是用戶線程對程序執(zhí)行的優(yōu)先級是沒有任何影響的，而當我們將 t2 的優(yōu)先級調整為最大時，整個程序的運行結果就完全不同了，如下代碼所示：
- public class DaemonExample {
- private static final int count = 100000;
- public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
- // 定義任務
- Runnable runnable = new Runnable() {
- @Override
- public void run() {
- for (int i = 0; i < count; i++) {
- System.out.println("執(zhí)行線程：" + Thread.currentThread().getName());
- }
- }
- };
- // 創(chuàng)建守護線程 t1
- Thread t1 = new Thread(runnable, "t1");
- // 設置為守護線程
- t1.setDaemon(true);
- // 啟動線程
- t1.start();
- // 創(chuàng)建用戶線程 t2
- Thread t2 = new Thread(runnable, "t2");
- // 設置 t2 的優(yōu)先級為最高
- t2.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
- // 啟動線程
- t2.start();
- }
- }
以上程序執(zhí)行結果如下：
通過上述的結果可以看出，程序的類型和程序執(zhí)行的優(yōu)先級是沒有任何關系，當新創(chuàng)建的線程默認的優(yōu)先級都是 5 時，無論是守護線程還是用戶線程，它們執(zhí)行的優(yōu)先級都是相同的，當將二者的優(yōu)先級設置不同時，執(zhí)行的結果也會隨之改變(優(yōu)先級設置的越高，最早被執(zhí)行的概率也越大)。
7.總結
在 Java 語言中線程分為用戶線程和守護線程，守護線程是用來為用戶線程服務的，當一個程序中的所有用戶線程都結束之后，無論守護線程是否在工作都會跟隨用戶線程一起結束。守護線程從業(yè)務邏輯層面來看權重比較低，但對于線程調度器來說無論是守護線程還是用戶線程，在優(yōu)先級相同的情況下被執(zhí)行的概率都是相同的。守護線程的經典使用場景是垃圾回收線程，守護線程中創(chuàng)建的線程默認情況下也都是守護線程。
