【JavaSE专栏86】守护线程的那些事，后台默默地守护，是最长情的告白

本文讲解了 Java 中守护线程，模拟了守护线程的用法，介绍了守护线程的应用场景，守护线程是一种特殊类型的线程。它是一种在后台提供服务的线程，主要用于为其他线程提供支持和服务。

一、什么是守护线程

守护线程是一种特殊类型的线程。它是一种在后台提供服务的线程，主要用于为其他线程提供支持和服务，当所有的非守护线程都结束时，守护线程也会自动终止。

守护线程与普通线程的区别在于，当所有的非守护线程都结束时，守护线程会被自动终止，并且它们通常用于执行一些后台任务，如垃圾回收等。

相比之下，普通线程不会随着程序的结束而自动终止。

同学们可以通过 setDaemon(true) 方法将线程设置为守护线程。这个方法要在线程启动之前调用，否则会抛出 IllegalThreadStateException 异常，当线程被设置为守护线程后，它会继承父线程的守护状态。

守护线程的主要作用是为其他线程提供支持和服务，常见的应用场景包括后台任务的执行、垃圾回收等，如果守护线程中执行的任务是不可靠、不可恢复的，那么它可能会在任何时候被终止，因为守护线程的终止并不会等待其执行完所有的任务。

总结来说，守护线程是一种在后台提供服务的线程，当所有的非守护线程都结束时，守护线程会自动终止，它的主要作用是为其他线程提供支持和服务，如执行后台任务、垃圾回收等。

二、为什么需要守护线程

Java 中引入守护线程的主要目的是为了提供一种机制来支持后台任务的执行。守护线程在程序的生命周期中扮演着一种辅助角色，为其他线程提供支持和服务。

在以下 4 44 个应用场景中可能会用到守护线程，请同学们认真学习。

1. 后台任务：有些任务需要在程序运行的后台执行，而不需要与主线程同步。比如，日志记录、垃圾回收、定时任务等都可以使用守护线程来执行，减少对主线程的干扰。
2. 程序退出：当所有的非守护线程都结束时，守护线程会自动终止。这在一些特定的应用场景下非常有用，比如服务器端应用，在所有客户端连接都断开后，守护线程可以自动关闭服务。
3. 资源管理：守护线程还可以用于资源管理，例如数据库连接池中的线程池管理器可以使用守护线程来监控空闲连接并进行回收。
4. 性能优化：守护线程的存在可以减少程序的资源消耗，因为它们会随着程序的结束而自动终止。这对于长时间运行的程序来说，可以避免资源的浪费。

守护线程并不适合执行一些重要的、需要可靠性保证的任务，因为它们的终止并不会等待任务执行完成，因此在使用守护线程时，需要确保任务是可中断或可恢复的。

守护线程在 Java 中的应用场景包括后台任务执行、程序退出、资源管理和性能优化等，它们为程序提供了一种轻量级、自动化的后台支持机制。

三、守护线程的实现

下面是一个简单的 Java 代码示例，展示了如何使用守护线程，同学们可以拷贝到自己的电脑上执行，观察运行的结果是否和自己想的一样。

public class DaemonThreadExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个守护线程
        Thread daemonThread = new Thread(new DaemonTask());
        // 设置线程为守护线程
        daemonThread.setDaemon(true);
        // 启动线程
        daemonThread.start();
        // 主线程执行一段时间
        try {
            Thread.sleep(5000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("主线程结束");
    }
    static class DaemonTask implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            while (true) {
                System.out.println("守护线程正在执行");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

在上面的示例中，我们创建了一个守护线程 DaemonTask，它会不断输出一段信息，并每隔 1 11 秒钟休眠一次。

在 main 方法中，我们创建了一个守护线程实例 daemonThread，并通过 setDaemon(true) 将其设置为守护线程，然后启动守护线程 daemonThread。

主线程执行一段时间后，我们让主线程休眠 5 55 秒钟，然后输出一条信息。

其中主线程的执行时间比守护线程短，当主线程结束时，守护线程也会随之结束。

守护线程是在所有非守护线程结束后自动终止的，所以在我给的这个 demo 中，当主线程结束后，守护线程也会立即结束。

因此同学们可能无法看到守护线程的输出结果，如果你想看到守护线程的输出，可以增加主线程的执行时间或者在守护线程中添加更多的输出。

再次强调：守护线程不应该执行一些重要的、需要可靠性保证的任务，因为它们的终止并不会等待任务执行完成。

四、守护线程的应用场景

简单来说，守护线程可以在后台任务、垃圾回收处理、资源维护等业务中使用，请同学们认真学习。

1. 后台任务：守护线程常用于执行后台任务，这些任务通常是与主线程无关的，可以在程序的后台默默地执行。例如，日志记录、定时任务、监控等都可以使用守护线程进行处理。
2. 垃圾回收：垃圾回收是Java虚拟机的重要功能之一，它负责回收无用的对象并释放内存。垃圾回收器是一个守护线程，它在程序运行期间自动执行，回收不再需要的对象。
3. 资源管理：守护线程可以用于管理资源，例如数据库连接池中的线程池管理器。它可以监视空闲的数据库连接，如果连接空闲时间过长，守护线程可以自动关闭连接，以避免资源的浪费。
4. 守护服务：在服务器端应用中，守护线程常用于提供服务。例如，在 Web 服务器中，守护线程可以监听客户端的请求，一旦所有客户端连接断开，守护线程可以自动关闭服务器。

守护线程的终止是不可控的，当程序中只剩下守护线程时，它会随着主线程的结束而自动终止，因此在使用守护线程时，同学们需要确保任务是可中断或可恢复的，并且不会对程序的整体逻辑造成影响。

五、守护线程面试题

1. 什么是 Java 守护线程？它与普通线程有什么不同？
2. 守护线程和用户线程之间的区别是什么？
3. 守护线程的生命周期是如何确定的？
4. 为什么守护线程不能执行一些重要的任务？
5. 守护线程适用于哪些场景？
6. 如何创建一个守护线程？
7. 守护线程在什么情况下会自动终止？
8. 守护线程是否可以阻塞或等待？
9. 守护线程可以设置优先级吗？
10. 守护线程如何与主线程或其他线程进行通信？

六、总结

本文讲解了 Java 中守护线程，模拟了守护线程的用法，介绍了守护线程的应用场景，并给出了样例代码，在下一篇博客中，将讲解 Java 线程终止的问题。