Java中守护线程的总结

2023-08-26 22:24:28

在Java中有两类线程：User Thread(用户线程)、Daemon Thread(守护线程)

用个比较通俗的比如，任何一个守护线程都是整个JVM中所有非守护线程的保姆：

只要当前JVM实例中尚存在任何一个非守护线程没有结束，守护线程就全部工作；只有当最后一个非守护线程结束时，守护线程随着JVM一同结束工作。
Daemon的作用是为其他线程的运行提供便利服务，守护线程最典型的应用就是 GC (垃圾回收器)，它就是一个很称职的守护者。

User和Daemon两者几乎没有区别，唯一的不同之处就在于虚拟机的离开：如果 User Thread已经全部退出运行了，只剩下Daemon Thread存在了，虚拟机也就退出了。 因为没有了被守护者，Daemon也就没有工作可做了，也就没有继续运行程序的必要了。

值得一提的是，守护线程并非只有虚拟机内部提供，用户在编写程序时也可以自己设置守护线程。下面的方法就是用来设置守护线程的。

  1. Thread daemonTread = new Thread();
  2. // 设定 daemonThread 为 守护线程，default false(非守护线程)
  3. daemonThread.setDaemon(true);
  4. // 验证当前线程是否为守护线程，返回 true 则为守护线程
  5. daemonThread.isDaemon();

这里有几点需要注意：

(1) thread.setDaemon(true)必须在thread.start()之前设置，否则会跑出一个IllegalThreadStateException异常。你不能把正在运行的常规线程设置为守护线程。
(2) 在Daemon线程中产生的新线程也是Daemon的。 
(3) 不要认为所有的应用都可以分配给Daemon来进行服务，比如读写操作或者计算逻辑。

因为你不可能知道在所有的User完成之前，Daemon是否已经完成了预期的服务任务。一旦User退出了，可能大量数据还没有来得及读入或写出，计算任务也可能多次运行结果不一样。这对程序是毁灭性的。造成这个结果理由已经说过了：一旦所有User Thread离开了，虚拟机也就退出运行了。

  1. //完成文件输出的守护线程任务
  2. import java.io.*;
  3. class TestRunnable implements Runnable{
  4. public void run(){
  5. try{
  6. Thread.sleep(1000);//守护线程阻塞1秒后运行
  7. File f=new File("daemon.txt");
  8. FileOutputStream os=new FileOutputStream(f,true);
  9. os.write("daemon".getBytes());
  10. }
  11. catch(IOException e1){
  12. e1.printStackTrace();
  13. }
  14. catch(InterruptedException e2){
  15. e2.printStackTrace();
  16. }
  17. }
  18. }
  19. public class TestDemo2{
  20. public static void main(String[] args) throws InterruptedException
  21. {
  22. Runnable tr=new TestRunnable();
  23. Thread thread=new Thread(tr);
  24. thread.setDaemon(true); //设置守护线程
  25. thread.start(); //开始执行分进程
  26. }
  27. }
  28. //运行结果：文件daemon.txt中没有"daemon"字符串。

看到了吧，把输入输出逻辑包装进守护线程多么的可怕，字符串并没有写入指定文件。原因也很简单，直到主线程完成，守护线程仍处于1秒的阻塞状态。这个时候主线程很快就运行完了，虚拟机退出，Daemon停止服务，输出操作自然失败了。

  1. public class Test {
  2. 　　public static void main(String args) {
  3. 　　Thread t1 = new MyCommon();
  4. 　　Thread t2 = new Thread(new MyDaemon());
  5. 　　t2.setDaemon(true); //设置为守护线程
  6. 　　t2.start();
  7. 　　t1.start();
  8. 　　}
  9. 　　}
  10. 　　class MyCommon extends Thread {
  11. 　　public void run() {
  12. 　　for (int i = 0; i < 5; i++) {
  13. 　　System.out.println("线程1第" + i + "次执行！");
  14. 　　try {
  15. 　　Thread.sleep(7);
  16. 　　} catch (InterruptedException e) {
  17. 　　e.printStackTrace();
  18. 　　}
  19. 　　}
  20. 　　}
  21. 　　}
  1. class MyDaemon implements Runnable {
  2. 　　public void run() {
  3. 　　for (long i = 0; i < 9999999L; i++) {
  4. 　　System.out.println("后台线程第" + i + "次执行！");
  5. 　　try {
  6. 　　Thread.sleep(7);
  7. 　　} catch (InterruptedException e) {
  8. 　　e.printStackTrace();
  9. 　　}
  10. 　　}
  11. 　　}
  12. 　　}

后台线程第0次执行！
　　线程1第0次执行！ 
　　线程1第1次执行！ 
　　后台线程第1次执行！ 
　　后台线程第2次执行！ 
　　线程1第2次执行！ 
　　线程1第3次执行！ 
　　后台线程第3次执行！ 
　　线程1第4次执行！ 
　　后台线程第4次执行！ 
　　后台线程第5次执行！ 
　　后台线程第6次执行！ 
　　后台线程第7次执行！ 
　　Process finished with exit code 0 
　　从上面的执行结果可以看出： 
　　前台线程是保证执行完毕的，后台线程还没有执行完毕就退出了。

　　实际上：JRE判断程序是否执行结束的标准是所有的前台执线程行完毕了，而不管后台线程的状态，因此，在使用后台县城时候一定要注意这个问题。

补充说明：
定义：守护线程--也称“服务线程”，在没有用户线程可服务时会自动离开。
优先级：守护线程的优先级比较低，用于为系统中的其它对象和线程提供服务。
设置：通过setDaemon(true)来设置线程为“守护线程”；将一个用户线程设置为
守护线程的方式是在 线程对象创建 之前 用线程对象的setDaemon方法。
example: 垃圾回收线程就是一个经典的守护线程，当我们的程序中不再有任何运行的
Thread,程序就不会再产生垃圾，垃圾回收器也就无事可做，所以当垃圾回收线程是
JVM上仅剩的线程时，垃圾回收线程会自动离开。它始终在低级别的状态中运行，用于
实时监控和管理系统中的可回收资源。
生命周期：守护进程（Daemon）是运行在后台的一种特殊进程。它独立于控制终端并且
周期性地执行某种任务或等待处理某些发生的事件。也就是
说守护线程不依赖于终端，但是依赖于系统，与系统“同生共死”。那Java的守护线程是
什么样子的呢。当JVM中所有的线程都是守护线程的时候，JVM就可以退出了；如果还有一个
或以上的非守护线程则JVM不会退出。

实际应用例子：

在使用长连接的comet服务端推送技术中，消息推送线程设置为守护线程，服务于ChatServlet的servlet用户线程，在servlet的init启动消息线程，servlet一旦初始化后，一直存在服务器，servlet摧毁后,消息线程自动退出

容器收到一个Servlet请求，调度线程从线程池中选出一个工作者线程,将请求传递给该工作者线程，然后由该线程来执行Servlet的 service方法。当这个线程正在执行的时候,容器收到另外一个请求,调度线程同样从线程池中选出另一个工作者线程来服务新的请求,容器并不关心这个请求是否访问的是同一个Servlet.当容器同时收到对同一个Servlet的多个请求的时候，那么这个Servlet的service()方法将在多线程中并发执行。
Servlet容器默认采用单实例多线程的方式来处理请求，这样减少产生Servlet实例的开销，提升了对请求的响应时间，对于Tomcat可以在server.xml中通过<Connector>元素设置线程池中线程的数目。
如图：

Java中守护线程的总结 

为什么要用守护线程？

我们知道静态变量是ClassLoader级别的，如果Web应用程序停止，这些静态变量也会从JVM中清除。但是线程则是JVM级别的，如果你在Web 应用中启动一个线程，这个线程的生命周期并不会和Web应用程序保持同步。也就是说，即使你停止了Web应用，这个线程依旧是活跃的。正是因为这个很隐晦 的问题，所以很多有经验的开发者不太赞成在Web应用中私自启动线程。

如果我们手工使用JDK Timer（Quartz的Scheduler），在Web容器启动时启动Timer，当Web容器关闭时，除非你手工关闭这个Timer，否则Timer中的任务还会继续运行！

下面通过一个小例子来演示这个“诡异”的现象，我们通过ServletContextListener在Web容器启动时创建一个Timer并周期性地运行一个任务：

  1. //代码清单StartCycleRunTask：容器监听器
  2. package com.baobaotao.web;
  3. import java.util.Date;
  4. import java.util.Timer;
  5. import java.util.TimerTask;
  6. import javax.servlet.ServletContextEvent;
  7. import javax.servlet.ServletContextListener;
  8. public class StartCycleRunTask implements ServletContextListener ...{
  9. private Timer timer;
  10. public void contextDestroyed(ServletContextEvent arg0) ...{
  11. // ②该方法在Web容器关闭时执行
  12. System.out.println("Web应用程序启动关闭...");
  13. }
  14. public void contextInitialized(ServletContextEvent arg0) ...{
  15. //②在Web容器启动时自动执行该方法
  16. System.out.println("Web应用程序启动...");
  17. timer = new Timer();//②-1:创建一个Timer，Timer内部自动创建一个背景线程
  18. TimerTask task = new SimpleTimerTask();
  19. timer.schedule(task, 1000L, 5000L); //②-2:注册一个5秒钟运行一次的任务
  20. }
  21. }
  22. class SimpleTimerTask extends TimerTask ...{//③任务
  23. private int count;
  24. public void run() ...{
  25. System.out.println((++count)+"execute task..."+(new Date()));
  26. }
  27. }

在web.xml中声明这个Web容器监听器：<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app> 
… 
<listener> 
<listener-class>com.baobaotao.web.StartCycleRunTask</listener-class> 
</listener> 
</web-app>

在Tomcat中部署这个Web应用并启动后，你将看到任务每隔5秒钟执行一次。 
运行一段时间后，登录Tomcat管理后台，将对应的Web应用（chapter13）关闭。

转到Tomcat控制台，你将看到虽然Web应用已经关闭，但Timer任务还在我行我素地执行如故——舞台已经拆除，戏子继续表演：

我们可以通过改变清单StartCycleRunTask的代码，在contextDestroyed(ServletContextEvent arg0)中添加timer.cancel()代码，在Web容器关闭后手工停止Timer来结束任务。

Spring为JDK Timer和Quartz Scheduler所提供的TimerFactoryBean和SchedulerFactoryBean能够和Spring容器的生命周期关联，在 Spring容器启动时启动调度器，而在Spring容器关闭时，停止调度器。所以在Spring中通过这两个FactoryBean配置调度器，再从 Spring IoC中获取调度器引用进行任务调度将不会出现这种Web容器关闭而任务依然运行的问题。而如果你在程序中直接使用Timer或Scheduler，如不 进行额外的处理，将会出现这一问题。

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