1.10 守护线程与用户线程

Java中的线程分为两类，分别为daemon线程（守护线程）和user线程（用户线程）。在JVM启动时会调用main函数，main函数所在的线程就是一个用户线程，其实在JVM内部同时还启动了好多守护线程，比如垃圾回收线程。那么守护线程和用户线程有什么区别呢？区别之一是当最后一个非守护线程结束时，JVM会正常退出，而不管当前是否有守护线程，也就是说守护线程是否结束并不影响JVM的退出。言外之意，只要有一个用户线程还没结束，正常情况下JVM就不会退出。

那么在Java中如何创建一个守护线程？代码如下。

public static void main(String[] args) {
        Thread daemonThread = new Thread(new  Runnable() {
            public void run() {
            }
        });
        //设置为守护线程
        daemonThread.setDaemon(true);
        daemonThread.start();
    }

只需要设置线程的daemon参数为true即可。

下面通过例子来理解用户线程与守护线程的区别。首先看下面的代码。

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(new  Runnable() {
            public void run() {
                for(; ; ){}
            }
        });
        //启动子线程
        thread.start();

        System.out.print("main thread is over");
    }

输出结果如下。

如上代码在main线程中创建了一个thread线程，在thread线程里面是一个无限循环。从运行代码的结果看，main线程已经运行结束了，那么JVM进程已经退出了吗？在IDE的输出结果右上侧的红色方块说明，JVM进程并没有退出。另外，在mac上执行jps会输出如下结果。

这个结果说明了当父线程结束后，子线程还是可以继续存在的，也就是子线程的生命周期并不受父线程的影响。这也说明了在用户线程还存在的情况下JVM进程并不会终止。那么我们把上面的thread线程设置为守护线程后，再来运行看看会有什么结果：

        //设置为守护线程
        thread.setDaemon(true);
        //启动子线程
        thread.start();

输出结果如下。

在启动线程前将线程设置为守护线程，执行后的输出结果显示，JVM进程已经终止了，执行ps -eaf |grep java也看不到JVM进程了。在这个例子中，main函数是唯一的用户线程，thread线程是守护线程，当main线程运行结束后，JVM发现当前已经没有用户线程了，就会终止JVM进程。由于这里的守护线程执行的任务是一个死循环，这也说明了如果当前进程中不存在用户线程，但是还存在正在执行任务的守护线程，则JVM不等守护线程运行完毕就会结束JVM进程。

main线程运行结束后，JVM会自动启动一个叫作DestroyJavaVM的线程，该线程会等待所有用户线程结束后终止JVM进程。下面通过简单的JVM代码来证明这个结论。

翻看JVM的代码，能够发现，最终会调用到JavaMain这个C函数。

int JNICALL
JavaMain(void ＊ _args)
{
    ...
    //执行Java中的main函数
    (＊env)->CallStaticVoidMethod(env, mainClass, mainID, mainArgs);
    //main函数返回值
    ret = (＊env)->ExceptionOccurred(env) == NULL ? 0 : 1;
    //等待所有非守护线程结束，然后销毁JVM进程
    LEAVE();
}

LEAVE是C语言里面的一个宏定义，具体定义如下。

#define LEAVE() \
    do { \
        if ((＊vm)->DetachCurrentThread(vm) ! = JNI_OK) { \
            JLI_ReportErrorMessage(JVM_ERROR2); \
            ret = 1; \
        } \
        if (JNI_TRUE) { \
            (＊vm)->DestroyJavaVM(vm); \
            return ret; \
        } \
    } while (JNI_FALSE)

该宏的作用是创建一个名为DestroyJavaVM的线程，来等待所有用户线程结束。

在Tomcat的NIO实现NioEndpoint中会开启一组接受线程来接受用户的连接请求，以及一组处理线程负责具体处理用户请求，那么这些线程是用户线程还是守护线程呢？下面我们看一下NioEndpoint的startInternal方法。

public void startInternal() throws Exception {
      if (! running) {

            running = true;
            paused = false;
            ...
            //创建处理线程
            pollers = new Poller[getPollerThreadCount()];
            for (int i=0; i<pollers.length; i++) {
                pollers[i] = new Poller();
                Thread pollerThread = new Thread(pollers[i], getName() +
                "-ClientPoller-"+i);
                pollerThread.setPriority(threadPriority);
                pollerThread.setDaemon(true); //声明为守护线程
                pollerThread.start();
            }
            //启动接受线程
            startAcceptorThreads();
        }
    protected final void startAcceptorThreads() {
        int count = getAcceptorThreadCount();
        acceptors = new Acceptor[count];
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            acceptors[i] = createAcceptor();
            String threadName = getName() + "-Acceptor-" + i;
            acceptors[i].setThreadName(threadName);
            Thread t = new Thread(acceptors[i], threadName);
            t.setPriority(getAcceptorThreadPriority());
            t.setDaemon(getDaemon()); //设置是否为守护线程，默认为守护线程
            t.start();
        }
    }
    private boolean daemon = true;
    public void setDaemon(boolean b) { daemon = b; }
    public boolean getDaemon() { return daemon; }

在如上代码中，在默认情况下，接受线程和处理线程都是守护线程，这意味着当tomcat收到shutdown命令后并且没有其他用户线程存在的情况下tomcat进程会马上消亡，而不会等待处理线程处理完当前的请求。

总结：如果你希望在主线程结束后JVM进程马上结束，那么在创建线程时可以将其设置为守护线程，如果你希望在主线程结束后子线程继续工作，等子线程结束后再让JVM进程结束，那么就将子线程设置为用户线程。