王磊

V1

2022/03/16阅读:26主题:萌绿

面试突击31:什么是守护线程?它和用户线程有什么区别?

在 Java 语言中,线程分为两类:用户线程和守护线程,默认情况下我们创建的线程或线程池都是用户线程,所以用户线程也被称之为普通线程。

想要查看线程到底是用户线程还是守护线程,可以通过 Thread.isDaemon() 方法来判断,如果返回的结果是 true 则为守护线程,反之则为用户线程。

我们来测试一下默认情况下线程和线程池属于哪种线程类型?测试代码如下:

import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 线程类型:守护线程 OR 用户线程
 */

public class ThreadType {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建线程
        Thread thread = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //...
            }
        });
        // 创建线程池
        ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(1010,
                0, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(100));
        threadPool.submit(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("ThreadPool 线程类型:" +
                        (Thread.currentThread().isDaemon() == true ? "守护线程" : "用户线程"));
            }
        });
        System.out.println("Thread 线程类型:" +
                (thread.isDaemon() == true ? "守护线程" : "用户线程"));
        System.out.println("main 线程类型:" +
                (Thread.currentThread().isDaemon() == true ? "守护线程" : "用户线程"));
    }
}

以上程序的执行结果如下图所示: image.png 从上述结果可以看出,默认情况下创建的线程和线程池都是用户线程。

守护线程定义

守护线程(Daemon Thread)也被称之为后台线程或服务线程,守护线程是为用户线程服务的,当程序中的用户线程全部执行结束之后,守护线程也会跟随结束。 守护线程的角色就像“服务员”,而用户线程的角色就像“顾客”,当“顾客”全部走了之后(全部执行结束),那“服务员”(守护线程)也就没有了存在的意义,所以当一个程序中的全部用户线程都结束执行之后,那么无论守护线程是否还在工作都会随着用户线程一块结束,整个程序也会随之结束运行。

创建守护线程

我们可以通过 Thread.setDaemon(true) 方法将线程设置为守护线程,比如以下代码的实现:

public static void main(String[] args) {
    Thread thread = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            //...
        }
    });
    // 设置线程为守护线程
    thread.setDaemon(true);
    System.out.println("Thread 线程类型:" +
                       (thread.isDaemon() == true ? "守护线程" : "用户线程"));
    System.out.println("main 线程类型:" +
                       (Thread.currentThread().isDaemon() == true ? "守护线程" : "用户线程"));
}

以上程序的执行结果如下图所示: image.png

将线程池设置为守护线程

要把线程池设置为守护线程相对来说麻烦一些,需要将线程池中的所有线程都设置成守护线程,这个时候就需要使用线程工厂 ThreadFactory 来设置了(线程池中的所有线程都是通过线程工厂创建的),它的具体实现代码如下:

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    // 线程工厂(设置守护线程)
    ThreadFactory threadFactory = new ThreadFactory() {
        @Override
        public Thread newThread(Runnable r) {
            Thread thread = new Thread(r);
            // 设置为守护线程
            thread.setDaemon(true);
            return thread;
        }
    };
    // 创建线程池
    ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(1010,
                                                           0, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(100), threadFactory);
    threadPool.submit(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("ThreadPool 线程类型:" +
                               (Thread.currentThread().isDaemon() == true ? "守护线程" : "用户线程"));
        }
    });
    Thread.sleep(2000);
}

以上程序的执行结果如下图所示: image.png

守护线程 VS 用户线程

通过前面的内容我们了解了什么是用户线程和守护线程了,那二者有什么区别呢?接下来我们用一个小示例来观察一下。 接下来我们将创建一个线程,分别将这个线程设置为用户线程和守护线程,在每个线程中执行一个 for 循环,总共执行 10 次信息打印,每次打印之后休眠 100 毫秒,来观察程序的运行结果。

用户线程

新建的线程默认就是用户线程,因此我们无需对线程进行任何特殊的处理,执行 for 循环即可(总共执行 10 次信息打印,每次打印之后休眠 100 毫秒),实现代码如下:

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    // 创建用户线程
    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();
                }
            }
        }
    });
    // 启动线程
    thread.start();
}

以上程序的执行结果如下图所示: image.png 从上述结果可以看出,当程序执行完 10 次打印之后才会正常结束进程。

守护线程

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    // 创建守护线程
    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();
                }
            }
        }
    });
    // 设置为守护线程
    thread.setDaemon(true);
    // 启动线程
    thread.start();
}

以上程序执行结果如下图所示: image.png 从上述结果可以看出,当线程设置为守护线程之后,整个程序不会等守护线程 for 循环 10 次之后再进行关闭,而是当主线程结束之后,守护线程一次循环都没执行就结束了,由此可以看出守护线程和用户线程的不同。

守护线程注意事项

守护线程的设置 setDaemon(true) 必须要放在线程的 start() 之前,否则程序会报错。也就是说在运行线程之前,一定要先确定线程的类型,并且线程运行之后是不允许修改线程的类型的。 接下来我们来演示一下,如果在程序运行执行再设置线程的类型会出现什么问题?演示代码如下:

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 + ",isDaemon:" +
                            Thread.currentThread().isDaemon());
                try {
                    // 休眠 100 毫秒
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    });
    // 启动线程
    thread.start();
    // 设置为守护线程
    thread.setDaemon(true);
}

以上程序执行结果如下图所示: image.png 从上述结果可以看出,当我们将 setDaemon(true) 设置在 start() 之后,不但程序的执行会报错,而且设置的守护线程也不会生效。

总结

在 Java 语言中线程分为两类:用户线程和守护线程,默认情况下我们创建的线程或线程池都是用户线程,守护线程是为用户线程服务的,当一个程序中的所有用户线程都执行完成之后程序就会结束运行,程序结束运行时不会管守护线程是否正在运行,由此我们可以看出守护线程在 Java 体系中权重是比较低的,这就是守护线程和用户线程的区别。

是非审之于己,毁誉听之于人,得失安之于数。

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