【Java知识点详解 9】守护线程

一、守护线程简介
在Java中有两类线程：User Thread(用户线程)、Daemon Thread(守护线程) 

1、Daemon的作用
Daemon的作用是为其他线程的运行提供便利服务，守护线程最典型的应用就是 GC (垃圾回收器)，它就是一个很称职的守护者。

2、User和Daemon的区别
User和Daemon两者几乎没有区别，唯一的不同之处就在于虚拟机的离开：如果 User Thread已经全部退出运行了，只剩下Daemon Thread存在了，虚拟机也就退出了。 因为没有了被守护者，Daemon也就没有工作可做了，也就没有继续运行程序的必要了。

3、用户在编写程序时可以自己设置守护线程
 

Thread daemonTread = new Thread();
 
  // 设定 daemonThread 为 守护线程，default false(非守护线程)
 daemonThread.setDaemon(true);
 
 // 验证当前线程是否为守护线程，返回 true 则为守护线程
 daemonThread.isDaemon();

注：

(1) thread.setDaemon(true)必须在thread.start()之前设置，否则会跑出一个IllegalThreadStateException异常。你不能把正在运行的常规线程设置为守护线程。
(2) 在Daemon线程中产生的新线程也是Daemon的。 
(3) 不要认为所有的应用都可以分配给Daemon来进行服务，比如读写操作或者计算逻辑。

4、代码实例
因为你不可能知道在所有的User完成之前，Daemon是否已经完成了预期的服务任务。一旦User退出了，可能大量数据还没有来得及读入或写出，计算任务也可能多次运行结果不一样。这对程序是毁灭性的。造成这个结果理由已经说过了：一旦所有User Thread离开了，虚拟机也就退出运行了。 

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
 
public class TestRunnable implements Runnable {
    public void run(){
        try {
            Thread.sleep(1000);
            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 static void main(String[] args) {
        Runnable tr = new TestRunnable();
        Thread thread = new Thread(tr);
        thread.setDaemon(true);
        thread.start();
    }
} 
//运行结果：文件daemon.txt中没有"daemon"字符串。

但是如果设置成普通线程，daemon会写入daemon.txt文件中

把输入输出逻辑包装进守护线程，字符串并没有写入指定文件

5、原因
直到主线程完成，守护线程仍处于1秒的阻塞状态，主线程运行完成，虚拟机退出，daemon停止服务，守护线程停止运行。

代码实例：

package reflect;
 
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new MyCommon();
        Thread t2 = new Thread(new MyDaemon());
        t2.setDaemon(true);
        t2.start();
        t1.start();
    }
}

package reflect;
 
public class MyDaemon implements Runnable{
    public void run(){
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("后台线程第"+i+"次执行！");
            try {
                Thread.sleep(7);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

package reflect;
 
public class MyCommon extends Thread{
    public void run(){
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println("线程1第"+i+"次执行！");
            try {
                Thread.sleep(7);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

运行结果：

从上面的执行结果可以看出： 
前台线程是保证执行完毕的，后台线程还没有执行完毕就退出了。 

实际上：JRE判断程序是否执行结束的标准是所有的前台执线程行完毕了，而不管后台线程的状态，因此，在使用后台线程时候一定要注意这个问题。 

二、补充说明
1、定义
守护线程也称服务线程，在没有用户线程可服务时会自动离开。

2、优先级
守护线程的优先级比较低，用于为系统中的其它对象和线程提供服务。

3、通过setDaemon(true)来设置守护线程。
4、example
垃圾回收线程就是一个经典的守护线程，当我们的程序中不再有任何运行的
Thread,程序就不会再产生垃圾，垃圾回收器也就无事可做，所以当垃圾回收线程是
JVM上仅剩的线程时，垃圾回收线程会自动离开。它始终在低级别的状态中运行，用于
实时监控和管理系统中的可回收资源。

5、生命周期
守护进程（Daemon）是运行在后台的一种特殊进程。它独立于控制终端并且
周期性地执行某种任务或等待处理某些发生的事件。也就是
说守护线程不依赖于终端，但是依赖于系统，与系统“同生共死”。那Java的守护线程是
什么样子的呢。当JVM中所有的线程都是守护线程的时候，JVM就可以退出了；如果还有一个或以上的非守护线程则JVM不会退出。

三、实际应用例子
1、在使用长连接的comet服务端推送技术中，消息推送线程设置为守护线程，服务于ChatServlet的servlet用户线程，servlet的init启动消息线程，servlet一旦初始化后，一直存在于服务器，servlet摧毁后，消息线程自动退出。

2、容器收到一个servlet请求，调度线程从线程池中选出一个工作者线程，然后由该线程来执行servlet的service方法。当这个线程正在执行的时候，容器收到另一个请求，调度线程同样从线程池中选出另一个工作者线程来服务新的请求，容器并不关心这个线程是否访问的是同一个servlet，当容器同时收到同一个servlet的多个请求的时候，name这个servlet的service方法将在多线程中并发执行。

3、servlet容器默认采用单例多线程的方式来处理请求，这样减少产生servlet实例的开销，提升了对请求的响应时间，对tomcat可以在server.xml中通过<Connector>元素设置线程池中线程的数目。

四、为什么要用守护线程？
1、我们知道静态变量是classLoader级别的，如果web应用程序停止，这些静态变量也会从JVM中清除。但是线程时JVM级别的，如果在web应用中启动一个线程，这个线程的声明周期并不会和web应用程序保持同步。就是说，即使停止了web应用，这个线程依旧是活跃的。正是因为这个隐晦的问题，所以很多有经验的开发者不赞成在web应用中私自启动线程。

2、如果我们手动使用JDK Timer，在web容器启动时启动Timer，当web容器关闭时，除非手动关闭这个timer，否者timer中的任务还会继续执行。

3、下面通过一个小例子来演示这个“诡异”的现象，我们通过ServletContextListener在Web容器启动时创建一个Timer并周期性地运行一个任务：  

//代码清单StartCycleRunTask：容器监听器
package com.baobaotao.web;
import java.util.Date;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
import javax.servlet.ServletContextEvent;
import javax.servlet.ServletContextListener;
public class StartCycleRunTask implements ServletContextListener ...{
    private Timer timer;
    public void contextDestroyed(ServletContextEvent arg0) ...{
        // ②该方法在Web容器关闭时执行
        System.out.println("Web应用程序启动关闭...");
    }
    public void contextInitialized(ServletContextEvent arg0) ...{
         //②在Web容器启动时自动执行该方法
        System.out.println("Web应用程序启动...");
        timer = new Timer();//②-1:创建一个Timer，Timer内部自动创建一个背景线程
        TimerTask task = new SimpleTimerTask();
        timer.schedule(task, 1000L, 5000L); //②-2:注册一个5秒钟运行一次的任务
    }
}
class SimpleTimerTask extends TimerTask ...{//③任务
    private int count;
    public void run() ...{
        System.out.println((++count)+"execute task..."+(new Date()));
    }
}

4、在Tomcat中部署这个Web应用并启动后，你将看到任务每隔5秒钟执行一次。 
运行一段时间后，登录Tomcat管理后台，将对应的Web应用（chapter13）关闭。 

5、转到Tomcat控制台，你将看到虽然Web应用已经关闭，但Timer任务还在我行我素地执行如故——舞台已经拆除，戏子继续表演： 

6、我们可以通过改变清单StartCycleRunTask的代码，在contextDestroyed(ServletContextEvent arg0)中添加timer.cancel()代码，在Web容器关闭后手工停止Timer来结束任务。

 五、守护线程与spring
spring为jdk timer和Quartz Scheduler提供的timerFactoryBean和ScherdulerFactoryBean能够和spring容器的生命周期关联，在spring容器启动时启动调度器，而在spring容器关闭时，停止调度器。所以在spring中通过这两个factoryBean配置调度器，再从spring IOC中获取调度器引用进行任务调度将不会出现这种web容器关闭而任务依然运行的问题，而如果你在程序中直接使用timer或scheduler，如不进行额外的处理，将会出现类似的问题。