java并發編程學習: 守護線程(Daemon Thread) - yjmyzz－IT工程師數位筆記本

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在正式理解這個概念前，先把守護線程與守護進程這二個極其相似的說法區分開，守護進程通常是為了防止某些應用因各種意外原因退出，而在后臺獨立運行的系統服務或應用程序。比如：我們開發了一個郵件發送程序，一直不停的監視隊列池，發現有待發送的郵件，就將其發送出去。如果這個程序掛了(或被人誤操作關了)，郵件就不發出去了，為了防止這種情況，再開發一個類似windows 系統服務的應用，常駐后臺，監制這個郵件發送程序是否在運行，如果沒運行，則自動將其啟動。

而我們今天說的java中的守護線程(Daemon Thread) 指的是一類特殊的Thread，其優先級特別低(低到甚至可以被JVM自動終止)，通常這類線程用于在空閑時做一些資源清理類的工作，比如GC線程，如果JVM中所有非守護線程（即：常規的用戶線程）都結束了，守護線程會被JVM中止，想想其實也挺合理，沒有任何用戶線程了，自然也不會有垃圾對象產生，GC線程也沒必要存在了。

實際開發中，也可以手動將線程設置為Daemon Thread，只有一個限制：必須在線程的start方法設置，見下面的示例：

package test;

public class Program {

    public static void main(String[] args) {
        TestThread t1 = new TestThread();
        t1.setDaemon(true);
        t1.start();
    }

    private static class TestThread extends Thread {
        public void run() {
            System.out.println("test");
        }
    }
}

由于t1設置成Daemon Thread了，運行后，main進程馬上就結束，此時沒有用戶進程在運行，守護進程默認是不執行的，因此運行后，沒有任何輸出結果，符合我們剛才的解釋。

注：在idea等集成IDE環境下測試時，如果多次點擊Run按鈕，可能會發現第二次運行時，偶爾也會輸出test，估計是ide里上次運行后的java進程并未完全退出，可以手動把windows進程中的所有java.exe進程干掉再測試。

如果把t1.setDaemon(true);這一行注釋掉，就會輸出test了。

另外，如果把main函數最后加一行阻塞的代碼，比如：

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        TestThread t1 = new TestThread();
        t1.setDaemon(true);
        t1.start();
        System.in.read();
    }

加了一行System.in.read()后，再運行，會發現test會輸出，這是因為main這個用戶線程被阻塞了，JVM發現有用戶進程在運行，守護進程才能機會被執行。

再來一個復雜點的示例：

假設有二個線程，一個是常規的用戶線程，不停寫入日志，另一個是守護線程，在空閑時清理日志（僅保留最近的5條日志）

package test;

import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;

public class Program {

    private static int queueCapacity = 10;
    private static BlockingQueue<String> logQueue = new ArrayBlockingQueue<String>(queueCapacity);

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        LogWriter writer = new LogWriter();
        LogCleaner cleaner = new LogCleaner();
        cleaner.setDaemon(true);

        writer.start();
        cleaner.start();
    }

    /**
     * 模擬不停寫日志（直到隊列寫滿）
     */
    private static class LogWriter extends Thread {
        public void run() {
            for (int i = 0; i < queueCapacity; i++) {
                try {
                    logQueue.put("" + i);
                    System.out.println("日志已寫入，當前日志內容：" + logQueue);
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }


    /**
     * 模擬在空閑時清理日志（僅保留5條日志）
     */
    private static class LogCleaner extends Thread {
        public void run() {
            while (true) {
                if (logQueue.size() > 5) {
                    try {
                        logQueue.take();
                        System.out.println("多余日志被清理，當前日志內容：" + logQueue);
                        Thread.sleep(500);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    }
}

運行結果：

 1 日志已寫入，當前日志內容：[0]
 2 日志已寫入，當前日志內容：[0, 1]
 3 日志已寫入，當前日志內容：[0, 1, 2]
 4 日志已寫入，當前日志內容：[0, 1, 2, 3]
 5 日志已寫入，當前日志內容：[0, 1, 2, 3, 4]
 6 日志已寫入，當前日志內容：[0, 1, 2, 3, 4, 5]
 7 多余日志被清理，當前日志內容：[1, 2, 3, 4, 5]
 8 日志已寫入，當前日志內容：[1, 2, 3, 4, 5, 6]
 9 多余日志被清理，當前日志內容：[2, 3, 4, 5, 6]
10 日志已寫入，當前日志內容：[2, 3, 4, 5, 6, 7]
11 多余日志被清理，當前日志內容：[3, 4, 5, 6, 7]
12 日志已寫入，當前日志內容：[3, 4, 5, 6, 7, 8]
13 多余日志被清理，當前日志內容：[4, 5, 6, 7, 8]
14 日志已寫入，當前日志內容：[4, 5, 6, 7, 8, 9]
15 多余日志被清理，當前日志內容：[5, 6, 7, 8, 9]