Java 守护线程

Posted 2020-09-28 qiuri2008

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。 

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1. Thread daemonTread = new Thread();  
2.    
3.   // 设定 daemonThread 为 守护线程，default false(非守护线程)  
4.  daemonThread.setDaemon(true);  
5.    
6.  // 验证当前线程是否为守护线程，返回 true 则为守护线程  
7.  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。 

 

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1. //完成文件输出的守护线程任务  
2. import java.io.*;     
3.     
4. class TestRunnable implements Runnable{     
5.     public void run(){     
6.                try{     
7.                   Thread.sleep(1000);//守护线程阻塞1秒后运行     
8.                   File f=new File("daemon.txt");     
9.                   FileOutputStream os=new FileOutputStream(f,true);     
10.                   os.write("daemon".getBytes());     
11.            }     
12.                catch(IOException e1){     
13.           e1.printStackTrace();     
14.                }     
15.                catch(InterruptedException e2){     
16.                   e2.printStackTrace();     
17.            }     
18.     }     
19. }     
20. public class TestDemo2{     
21.     public static void main(String[] args) throws InterruptedException     
22.     {     
23.         Runnable tr=new TestRunnable();     
24.         Thread thread=new Thread(tr);     
25.                 thread.setDaemon(true); //设置守护线程     
26.         thread.start(); //开始执行分进程     
27.     }     
28. }     
29. //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。

 

 

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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. 　　}  

 

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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： 

 

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：  

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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。