Java 中的守护线程（Daemon Threads）

baeldung 2024-06-11

1. 概述

Java 中的守护线程（Daemon Threads）是用于在后台支持其他任务的线程，例如系统垃圾回收、日志记录、系统监控等。它们以较低的优先级运行，并且当所有用户线程（User Threads）执行完毕后，Java 虚拟机（JVM）会自动终止这些守护线程。许多 JVM 内部线程默认就是守护线程。

在本篇简短的文章中，我们将探讨守护线程的主要用途，并将其与用户线程进行比较。此外，我们还将演示如何通过编程方式创建、运行守护线程，并验证一个线程是否为守护线程。

2. 创建守护线程

要创建守护线程，只需调用 Thread API 中的 setDaemon() 方法即可。在下面的示例中，我们使用了一个继承自 Thread 类的 NewThread 类：

NewThread daemonThread = new NewThread();
daemonThread.setDaemon(true);
daemonThread.start();

任何线程都会继承创建它的线程的守护状态。由于主线程（main thread）是一个用户线程，因此在 main 方法中创建的所有线程默认都是用户线程。

需要注意的是，setDaemon() 方法只能在 Thread 对象创建之后、线程尚未启动之前调用。如果尝试在已启动的线程上调用该方法，将会抛出 IllegalThreadStateException 异常：

@Test(expected = IllegalThreadStateException.class)
public void whenSetDaemonWhileRunning_thenIllegalThreadStateException() {
    NewThread daemonThread = new NewThread();
    daemonThread.start();
    daemonThread.setDaemon(true);
}

此外，我们可以使用 isDaemon() 方法来检查一个线程是否为守护线程：

@Test
public void whenCallIsDaemon_thenCorrect() {
    NewThread daemonThread = new NewThread();
    daemonThread.setDaemon(true);
    daemonThread.start();
    assertTrue(daemonThread.isDaemon());

    NewThread userThread = new NewThread();
    userThread.start();
    assertFalse(userThread.isDaemon());
}

3. 守护线程与用户线程的区别

我们已经了解到，Java 提供了两种平台线程：用户线程和守护线程。用户线程是高优先级线程，用于执行应用程序的核心逻辑；而守护线程则是低优先级线程，其唯一作用是为用户线程提供服务。

以下是守护线程与用户线程之间的一些关键区别：

由于守护线程旨在为用户线程提供服务，只有在用户线程运行期间才有存在的必要，因此一旦所有用户线程执行完毕，JVM 不会等待守护线程完成，而是直接退出。

守护线程中可能存在无限循环，这通常不会造成问题。这是因为一旦所有用户线程结束，包括 finally 块在内的任何代码都不会被执行。因此，不建议在守护线程中执行 I/O 操作。

然而，也存在例外情况。设计不良的守护线程代码可能会阻止 JVM 正常退出。例如，在一个正在运行的守护线程上调用 Thread.join() 可能会阻塞应用程序的关闭过程。

4. 结论

在本篇快速教程中，我们了解了什么是守护线程，以及它们在若干实际场景中的用途。随后，我们重点比较了守护线程与用户线程之间的差异。正确理解和使用守护线程，有助于构建更高效、更健壮的 Java 应用程序。