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          額!Java中用戶線程和守護(hù)線程區(qū)別這么大?

          共 8559字,需瀏覽 18分鐘

           ·

          2021-09-18 17:49

          在 Java 語言中線程分為兩類:用戶線程和守護(hù)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(hù)線程需要注意的一些事項(xiàng)。

          1.默認(rèn)用戶線程

          Java 語言中無論是線程還是線程池,默認(rèn)都是用戶線程,因此用戶線程也被稱為普通線程。

          以線程為例,想要查看線程是否為守護(hù)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(hù)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(hù)線程:" + thread.isDaemon());
          System.out.println("主線程==守護(hù)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(rèn)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(dāng)前代碼的線程實(shí)例。

          2.主動(dòng)修改為守護(hù)線程

          守護(hù)線程(Daemon Thread)也被稱之為后臺線程或服務(wù)線程,守護(hù)線程是為用戶線程服務(wù)的,當(dāng)程序中的用戶線程全部執(zhí)行結(jié)束之后,守護(hù)線程也會(huì)跟隨結(jié)束。

          守護(hù)線程的角色就像“服務(wù)員”,而用戶線程的角色就像“顧客”,當(dāng)“顧客”全部走了之后(全部執(zhí)行結(jié)束),那“服務(wù)員”(守護(hù)線程)也就沒有了存在的意義,所以當(dāng)一個(gè)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(hù)線程是否還在工作都會(huì)隨著用戶線程一塊結(jié)束,整個(gè)程序也會(huì)隨之結(jié)束運(yùn)行。

          那如何將默認(rèn)的用戶線程修改為守護(hù)線程呢?

          這個(gè)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(hù)線程,而如果是線程池則需要通過 ThreadFactory 將線程池中的每個(gè)線程都為守護(hù)線程才行,接下來我們分別來實(shí)現(xiàn)一下。

          2.1 設(shè)置線程為守護(hù)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(hù)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(hù)線程
          thread.setDaemon(true);
          System.out.println("子線程==守護(hù)線程:" + thread.isDaemon());
          System.out.println("主線程==守護(hù)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(hù)線程

          要把線程池設(shè)置為守護(hù)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(hù)線程,這個(gè)時(shí)候就需要使用 ThreadFactory 來定義線程池中每個(gè)線程的線程類型了,具體實(shí)現(xiàn)代碼如下:

          // 創(chuàng)建固定個(gè)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(hù)線程
          t.setDaemon(false);
          return t;
          }
          });
          如下圖所示:


          如上圖所示,可以看出,整個(gè)程序中有 10 個(gè)守護(hù)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(hù)線程 VS 用戶線程

          通過前面的學(xué)習(xí)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(gè)小示例來看一下。

          下面我們創(chuàng)建一個(gè)線程,分別將這個(gè)線程設(shè)置為用戶線程和守護(hù)線程,在每個(gè)線程中執(zhí)行一個(gè) 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(yùn)行結(jié)果。

          3.1 用戶線程

          新建的線程默認(rèn)就是用戶線程,因此我們無需對線程進(jìn)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(shí)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(dòng)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(dāng)程序執(zhí)行完 10 次打印之后才會(huì)正常結(jié)束進(jìn)程。

          3.2 守護(hù)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(hù)線程
          thread.setDaemon(true);
          // 啟動(dòng)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(dāng)線程設(shè)置為守護(hù)線程之后,整個(gè)程序不會(huì)等守護(hù)線程 for 循環(huán) 10 次之后再進(jìn)行關(guān)閉,而是當(dāng)主線程結(jié)束之后,守護(hù)線程只執(zhí)行了一次循環(huán)就結(jié)束運(yùn)行了,由此可以看出守護(hù)線程和用戶線程的不同。

          3.3 小結(jié)

          守護(hù)線程是為用戶線程服務(wù)的,當(dāng)一個(gè)程序中的所有用戶線程都執(zhí)行完成之后程序就會(huì)結(jié)束運(yùn)行,程序結(jié)束運(yùn)行時(shí)不會(huì)管守護(hù)線程是否正在運(yùn)行,由此我們可以看出守護(hù)線程在 Java 體系中權(quán)重是比較低的。

          4.守護(hù)線程注意事項(xiàng)

          守護(hù)線程的使用需要注意以下三個(gè)問題:

          1. 守護(hù)線程的設(shè)置 setDaemon(true) 必須要放在線程的 start() 之前,否則程序會(huì)報(bào)錯(cuò)。
          2. 在守護(hù)線程中創(chuàng)建的所有子線程都是守護(hù)線程。
          3. 使用 jojn() 方法會(huì)等待一個(gè)線程執(zhí)行完,無論此線程是用戶線程還是守護(hù)線程。

          接下來我們分別演示一下,以上的注意事項(xiàng)。

          4.1 setDaemon 執(zhí)行順序

          當(dāng)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(dòng)線程
          thread.start();
          // 設(shè)置為守護(hù)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(dāng)我們將 setDaemon(true) 設(shè)置在 start() 之后,不但程序的執(zhí)行會(huì)報(bào)錯(cuò),而且設(shè)置的守護(hù)線程也不會(huì)生效。

          4.2 守護(hù)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(hù)線程的子線程 thread2 isDaemon:" +
          thread2.isDaemon());
          }
          });
          // 設(shè)置為守護(hù)線程
          thread.setDaemon(true);
          // 啟動(dòng)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(hù)線程中創(chuàng)建的子線程,默認(rèn)情況下也屬于守護(hù)線程

          4.3 join 與守護(hù)線程

          通過 3.2 部分的內(nèi)容我們可以看出,默認(rèn)情況下程序結(jié)束并不會(huì)等待守護(hù)線程執(zhí)行完,而當(dāng)我們調(diào)用線程的等待方法 join() 時(shí),執(zhí)行的結(jié)果就會(huì)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(hù)線程
          thread.setDaemon(true);
          // 啟動(dòng)線程
          thread.start();
          // 等待線程執(zhí)行完
          thread.join();
          System.out.println("子線程==守護(hù)線程:" + thread.isDaemon());
          System.out.println("主線程==守護(hù)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(hù)線程,當(dāng)程序中調(diào)用 join() 方法時(shí),程序依然會(huì)等待守護(hù)線程執(zhí)行完成之后再結(jié)束進(jìn)程。

          5.守護(hù)線程應(yīng)用場景

          守護(hù)線程的典型應(yīng)用場景就是垃圾回收線程,當(dāng)然還有一些場景也非常適合使用守護(hù)線程,比如服務(wù)器端的健康檢測功能,對于一個(gè)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(hù)線程,當(dāng)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(huì)跟隨者一起銷毀。

          6.守護(hù)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(hù)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(gè)用戶線程和守護(hù)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(rèn)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(hù)線程 t1
          Thread t1 = new Thread(runnable, "t1");
          // 設(shè)置為守護(hù)線程
          t1.setDaemon(true);
          // 啟動(dòng)線程
          t1.start();
          // 創(chuàng)建用戶線程 t2
          Thread t2 = new Thread(runnable, "t2");
          // 啟動(dòng)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(hù)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(dāng)我們將 t2 的優(yōu)先級調(diào)整為最大時(shí),整個(gè)程序的運(yùn)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(hù)線程 t1
          Thread t1 = new Thread(runnable, "t1");
          // 設(shè)置為守護(hù)線程
          t1.setDaemon(true);
          // 啟動(dòng)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(dòng)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(dāng)新創(chuàng)建的線程默認(rèn)的優(yōu)先級都是 5 時(shí),無論是守護(hù)線程還是用戶線程,它們執(zhí)行的優(yōu)先級都是相同的,當(dāng)將二者的優(yōu)先級設(shè)置不同時(shí),執(zhí)行的結(jié)果也會(huì)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(hù)線程,守護(hù)線程是用來為用戶線程服務(wù)的,當(dāng)一個(gè)程序中的所有用戶線程都結(jié)束之后,無論守護(hù)線程是否在工作都會(huì)跟隨用戶線程一起結(jié)束。守護(hù)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(hù)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(hù)線程的經(jīng)典使用場景是垃圾回收線程,守護(hù)線程中創(chuàng)建的線程默認(rèn)情況下也都是守護(hù)線程。

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