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Java中的守护线程

[日期:2019-11-22] 来源:cnblogs.com/yanggb  作者: 杨冠标 [字体: ]

Java中有两类线程,分别是User Thread(用户线程)和Daemon Thread(守护线程) 。

用户线程很好理解,我们日常开发中编写的业务逻辑代码,运行起来都是一个个用户线程。而守护线程相对来说则要特别理解一下。

什么是守护线程

在操作系统里面是没有所谓的守护线程的概念的,只有守护进程一说。但是Java语言机制是构建在JVM的基础之上的,这一机制意味着Java平台是把操作系统的底层给屏蔽了起来,所以它可以在它自己的虚拟的平台里面构造出对自己有利的机制。而Java语言或者说平台的设计者多多少少是收到Unix操作系统思想的影响,而守护线程机制又是对JVM这样的平台凑合,于是守护线程应运而生。

所谓的守护线程,指的是程序运行时在后台提供的一种通用服务的线程。比如垃圾回收线程就是一个很称职的守护者,并且这种线程并不属于程序中不可或缺的部分。因此,当所有的非守护线程结束时,程序也就终止了,同时会杀死进程中的所有守护线程。反过来说,只要任何非守护线程还在运行,程序就不会终止。

事实上,User Thread(用户线程)和Daemon Thread(守护线程)从本质上来说并没有什么区别,唯一的不同之处就在于虚拟机的离开:如果用户线程已经全部退出运行了,只剩下守护线程存在了,虚拟机也就退出了。 因为没有了被守护者,守护线程也就没有工作可做了,也就没有继续运行程序的必要了。

守护线程的使用与注意事项

守护线程并非只有虚拟机内部可以提供,用户也可以手动将一个用户线程设定/转换为守护线程。

在Thread类中提供了一个setDaemon(true)方法来将一个普通的线程(用户线程)设置为守护线程。

public final void setDaemon(boolean on);

在使用的过程中,有几点需要注意:

1.thread.setDaemon(true)必须在thread.start()之前设置,否则会抛出一个IllegalThreadStateException异常。这也就意味着不能把正在运行的常规线程设置为守护线程。 这点与操作系统中的守护进程有着明显的区别,守护进程是创建后,让进程摆脱原会话的控制+让进程摆脱原进程组的控制+让进程摆脱原控制终端的控制;所以说寄托于虚拟机的语言机制跟系统级语言有着本质上面的区别。

2.在Daemon线程中产生的新线程也是Daemon的。关于这一点又是与操作系统中的守护进程有着本质的区别:守护进程fork()出来的子进程不再是守护进程,尽管它把父进程的进程相关信息复制过去了,但是子进程的进程的父进程不是init进程,所谓的守护进程本质上说就是,当父进程挂掉,init就会收养该进程,然后文件0、1和2都是/dev/null,当前目录到/。

3.不是所有的应用都可以分配给Daemon线程来进行服务的,比如读写操作或者计算逻辑。因为这种应用可能在Daemon Thread还没来得及进行操作时,虚拟机已经退出了。这也就意味着,守护线程应该永远不去访问固有资源,如文件、数据库,因为它会在任何时候甚至在一个操作的中间发生中断。

下面以一个完成文件输出的守护线程任务作为例子:

import java.io.*; 

class TestRunnable implements Runnable {
    public void run(){
        try {
            Thread.sleep(1000); // 守护线程阻塞1秒后运行 
            File f = new File("daemon.txt");
            FileOutputStream os = new FileOutputStream(f,true);
            os.write("daemon".getBytes());
        } catch(IOException e1) { 
            e1.printStackTrace(); 
        } catch(InterruptedException e2) { 
            e2.printStackTrace(); 
        } 
    } 

public class TestDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Runnable tr = new TestRunnable();
        Thread thread = new Thread(tr);
        thread.setDaemon(true); // 设置守护线程(必须在thread.start()之前)
        thread.start(); // 开始执行分进程
    }
}

上面这段代码的运行结果是文件daemon.txt中没有daemon字符串。

但是如果把thread.setDaemon(true);这行代码注释掉,文件daemon.txt是可以被写入daemon字符串的,因为这个时候这个线程就是普通的用户线程了。

简单理解就是,JRE判断程序是否执行结束的标准是所有的前台线程(用户线程)执行完毕了,而不管后台线程(守护线程)的状态。

守护线程的应用场景

前面说了那么多,那么Daemon Thread的实际应用在那里呢?举个例子,Web服务器中的Servlet,在容器启动时,后台都会初始化一个服务线程,即调度线程,负责处理http请求,然后每个请求过来,调度线程就会从线程池中取出一个工作者线程来处理该请求,从而实现并发控制的目的。也就是说,一个实际应用在Java的线程池中的调度线程。

总结

从我的理解,守护线程就是用来告诉JVM,我的这个线程是一个低级别的线程,不需要等待它运行完才退出,让JVM喜欢什么时候退出就退出,不用管这个线程。

在日常的业务相关的CRUD开发中,其实并不会关注到守护线程这个概念,也几乎不会用上。

但是如果要往更高的地方走的话,这些深层次的概念还是要了解一下的,比如一些框架的底层实现。

linux
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