什么是守護(hù)線程？守護(hù)線程的底層原理和使用示例

大家好，今天這篇文章來梳理一下有關(guān)守護(hù)線程的相關(guān)問題，這也是之前曾經(jīng)有被問到過的面試題，在此之前我們先看一看守護(hù)線程的使用示例。

守護(hù)線程使用示例

我們先來看看下面這段代碼：

在上面的示例中，我們創(chuàng)建了一個守護(hù)線程daemonThread，并將其設(shè)置為守護(hù)線程。

主線程休眠一段時間后，主線程結(jié)束，程序退出，此時守護(hù)線程也會隨之結(jié)束。守護(hù)線程的DaemonTask會不斷地輸出消息，模擬后臺任務(wù)的執(zhí)行。

當(dāng)主線程結(jié)束后，你會注意到守護(hù)線程DaemonTask不再輸出消息，因?yàn)樗?JVM 中止了。

什么是守護(hù)線程

Java 把線程分成兩類：用戶線程（User Thread） + 守護(hù)線程（Daemon Thread）

守護(hù)線程的使用有以下要點(diǎn)：

當(dāng)程序中所有的用戶線程執(zhí)行完畢之后，不管守護(hù)線程是否結(jié)束，系統(tǒng)都會自動退出（也就是說只要存在一個用戶線程在允許，守護(hù)線程就不會結(jié)束）

守護(hù)線程必須在start啟動前通過setDaemon()方法將狀態(tài)設(shè)置為 true，啟動后就不能進(jìn)行設(shè)置，否則報 InterruptedException 異常

守護(hù)線程存在被 JVM 強(qiáng)制終止的風(fēng)險，所以在守護(hù)線程中盡量不去訪問系統(tǒng)資源，例如打開文件等，因?yàn)樘摂M機(jī)退出時，守護(hù)線程沒有任何機(jī)會來關(guān)閉文件，這會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，所以守護(hù)線程適合執(zhí)行無需完整執(zhí)行的后臺任務(wù)。

守護(hù)線程中創(chuàng)建的線程也是守護(hù)線程

JVM 進(jìn)程中的 GC 線程就是一個守護(hù)線程，這樣設(shè)計(jì)目的很明確，當(dāng)你所有的程序都執(zhí)行完畢了，留著這個 GC 線程就沒有任何意義了。反過來可以設(shè)想，如果把 GC 線程設(shè)計(jì)成非守護(hù)線程，當(dāng)你明確你的程序都執(zhí)行完畢了，但是就是不自動退出豈不是很奇怪？

守護(hù)線程的底層原理

守護(hù)線程底層原理是啥？為什么用戶線程結(jié)束守護(hù)線程就能自動退出？（相信很多很多小伙伴遇到這個題都會直接懵，屬于低頻但重點(diǎn)的考點(diǎn)）

我們看下 JVM 源碼thread.cpp文件，這里是實(shí)現(xiàn)線程的代碼。可以盲猜有一段代碼監(jiān)測著當(dāng)前非守護(hù)線程的數(shù)量，不然怎么知道現(xiàn)在只剩下守護(hù)線程呢？很有可能是在移除線程的方法里面，跟著這個思路，我們看看該文件的remove()方法。代碼如下

我在里面加了一些注釋，可以發(fā)現(xiàn)，果然是我們想的那樣，里面有_number_of_non_daemon_threads記錄著非守護(hù)線程的數(shù)量，而且當(dāng)非守護(hù)線程數(shù)為 1 時，就會喚醒在destory_vm()方法里面等待的線程，緊接著我們看看destory_vm()代碼，同樣是在thread.cpp文件下：

可以看到當(dāng)非守護(hù)線程數(shù)量大于 1 時，就一直等待，直到剩下一個非守護(hù)線程時，就會在線程執(zhí)行完后，退出 JVM。

這時候又有一個點(diǎn)需要搞清楚，就是什么時候調(diào)用的destroy_vm()方法呢？還是通過查看代碼以及注釋，發(fā)現(xiàn)是在main()方法執(zhí)行完成后觸發(fā)的。

在java.c文件的JavaMain()方法里面，最后執(zhí)行完調(diào)用了LEAVE()方法，該方法調(diào)用了(*vm)->DestroyJavaVM(vm);來觸發(fā) JVM 退出，最終調(diào)用destroy_vm()方法。

總結(jié)下就是：Java 程序在 main 線程執(zhí)行退出時，會觸發(fā)執(zhí)行 JVM 退出操作（destroy_vm()方法），但是該方法會等待所有非守護(hù)線程（用戶線程）都執(zhí)行完，具體原理是使用變量_number_of_non_daemon_threads統(tǒng)計(jì)非守護(hù)線程的數(shù)量，這個變量在新增線程和刪除線程時會做增減操作。

另外衍生一點(diǎn)就是：當(dāng) JVM 退出時，所有還存在的守護(hù)線程會被拋棄，既不會執(zhí)行 finally 部分代碼，也不會 catch 異常。這個很明顯，JVM 都退出了，守護(hù)線程也就不能獨(dú)自存在了。

好了，以上就是今天的內(nèi)容分享，感謝大家的收看，我們下篇見。

審核編輯：湯梓紅