Java中用戶線程和守護線程區(qū)別這么大？

作者：磊哥 2021-05-06 08:11:03

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。

本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號「Java中文社群」，作者磊哥。轉(zhuǎn)載本文請聯(lián)系Java中文社群公眾號。

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(diào)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(jié)果為：

從上述結(jié)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(wù)線程，守護線程是為用戶線程服務(wù)的，當程序中的用戶線程全部執(zhí)行結(jié)束之后，守護線程也會跟隨結(jié)束。

守護線程的角色就像“服務(wù)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(jié)束)，那“服務(wù)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(jié)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(jié)束，整個程序也會隨之結(jié)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(shè)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(xiàn)一下。

2.1 設(shè)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(shè)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(jié)果為：

2.2 設(shè)置線程池為守護線程

要把線程池設(shè)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(shè)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(xiàn)代碼如下：

// 創(chuàng)建固定個數(shù)的線程池 
ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10, new ThreadFactory() { 
    @Override 
    public Thread newThread(Runnable r) { 
        Thread t = new Thread(r); 
        // 設(shè)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(shè)置方式類似，都是通過 ThreadFactory 統(tǒng)一設(shè)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(shè)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(jié)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(xiàn)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(jié)果如下：

從上述結(jié)果可以看出，當程序執(zhí)行完 10 次打印之后才會正常結(jié)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(shè)置為守護線程 
        thread.setDaemon(true); 
        // 啟動線程 
        thread.start(); 
    } 
}

以上程序執(zhí)行結(jié)果如下：

從上述結(jié)果可以看出，當線程設(shè)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(guān)閉，而是當主線程結(jié)束之后，守護線程只執(zhí)行了一次循環(huán)就結(jié)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(jié)

守護線程是為用戶線程服務(wù)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(jié)束運行，程序結(jié)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(quán)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(shè)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(shè)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(shè)置為守護線程 
    thread.setDaemon(true); 
}

以上程序執(zhí)行結(jié)果如下：

從上述結(jié)果可以看出，當我們將 setDaemon(true) 設(shè)置在 start() 之后，不但程序的執(zhí)行會報錯，而且設(shè)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(shè)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(jié)果如下：

從上述結(jié)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(nèi)容我們可以看出，默認情況下程序結(jié)束并不會等待守護線程執(zhí)行完，而當我們調(diào)用線程的等待方法 join() 時，執(zhí)行的結(jié)果就會和 3.2 的結(jié)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(shè)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(jié)果如下：

通過上述結(jié)果我們可以看出，即使是守護線程，當程序中調(diào)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(jié)束進程。

5.守護線程應(yīng)用場景

守護線程的典型應(yīng)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(wù)器端的健康檢測功能，對于一個服務(wù)器來說健康檢測功能屬于非核心非主流的服務(wù)業(yè)務(wù)，像這種為了主要業(yè)務(wù)服務(wù)的業(yè)務(wù)功能就非常合適使用守護線程，當程序中的主要業(yè)務(wù)都執(zhí)行完成之后，服務(wù)業(yè)務(wù)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(jié)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(wù) 
        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(shè)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(jié)果如下：

通過上述結(jié)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(diào)整為最大時，整個程序的運行結(jié)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(wù) 
        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(shè)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(shè)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(jié)果如下：

通過上述的結(jié)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(guān)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(shè)置不同時，執(zhí)行的結(jié)果也會隨之改變(優(yōu)先級設(shè)置的越高，最早被執(zhí)行的概率也越大)。

7.總結(jié)

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(wù)的，當一個程序中的所有用戶線程都結(jié)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(jié)束。守護線程從業(yè)務(wù)邏輯層面來看權(quán)重比較低，但對于線程調(diào)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(jīng)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。

責任編輯：武曉燕來源： Java中文社群

Java 用戶線程守護線程