額！Java中用戶執行緒和守護執行緒區別這麼大？

在 Java 語言中執行緒分為兩類：用戶執行緒和守護執行緒，而二者之間的區別卻鮮有人知，所以本文磊哥帶你來看二者之間的區別，以及守護執行緒需要注意的一些事項。

1.默認用戶執行緒

Java 語言中無論是執行緒還是執行緒池，默認都是用戶執行緒，因此用戶執行緒也被成為普通執行緒。

以執行緒為例，想要查看執行緒是否為守護執行緒只需通過調用 isDaemon() 方法查詢即可，如果查詢的值為 false 則表示不為守護執行緒，自然也就屬於用戶執行緒了，如下程式碼所示：

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    Thread thread = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("我是子執行緒");
        }
    });
    System.out.println("子執行緒==守護執行緒：" + thread.isDaemon());
    System.out.println("主執行緒==守護執行緒：" + Thread.currentThread().isDaemon());
}

以上程式的執行結果為：
image.png
從上述結果可以看出，默認情況下主執行緒和創建的新執行緒都為用戶執行緒。

PS：Thread.currentThread() 的意思是獲取執行當前程式碼的執行緒實例。

2.主動修改為守護執行緒

守護執行緒（Daemon Thread）也被稱之為後台執行緒或服務執行緒，守護執行緒是為用戶執行緒服務的，當程式中的用戶執行緒全部執行結束之後，守護執行緒也會跟隨結束。

守護執行緒的角色就像「服務員」，而用戶執行緒的角色就像「顧客」，當「顧客」全部走了之後（全部執行結束），那「服務員」（守護執行緒）也就沒有了存在的意義，所以當一個程式中的全部用戶執行緒都結束執行之後，那麼無論守護執行緒是否還在工作都會隨著用戶執行緒一塊結束，整個程式也會隨之結束運行。

那如何將默認的用戶執行緒修改為守護執行緒呢？

這個問題要分為兩種情況來回答，首先如果是執行緒，則可以通過設置 setDaemon(true) 方法將用戶執行緒直接修改為守護執行緒，而如果是執行緒池則需要通過 ThreadFactory 將執行緒池中的每個執行緒都為守護執行緒才行，接下來我們分別來實現一下。

2.1 設置執行緒為守護執行緒

如果使用的是執行緒，可以通過 setDaemon(true) 方法將執行緒類型更改為守護執行緒，如下程式碼所示：

 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
     Thread thread = new Thread(new Runnable() {
         @Override
         public void run() {
             System.out.println("我是子執行緒");
         }
     });
     // 設置子執行緒為守護執行緒
     thread.setDaemon(true);
     System.out.println("子執行緒==守護執行緒：" + thread.isDaemon());
     System.out.println("主執行緒==守護執行緒：" + Thread.currentThread().isDaemon());
 }

以上程式的執行結果為：
image.png

2.2 設置執行緒池為守護執行緒

要把執行緒池設置為守護執行緒相對來說麻煩一些，需要將執行緒池中的所有執行緒都設置成守護執行緒，這個時候就需要使用 ThreadFactory 來定義執行緒池中每個執行緒的執行緒類型了，具體實現程式碼如下：

// 創建固定個數的執行緒池
ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10, new ThreadFactory() {
    @Override
    public Thread newThread(Runnable r) {
        Thread t = new Thread(r);
        // 設置執行緒為守護執行緒
        t.setDaemon(false);
        return t;
    }
});

如下圖所示：
image.png
如上圖所示，可以看出，整個程式中有 10 個守護執行緒都是我創建的。其他幾種創建執行緒池的設置方式類似，都是通過 ThreadFactory 統一設置的，這裡就不一一列舉了。

3.守護執行緒 VS 用戶執行緒

通過前面的學習我們可以創建兩種不同的執行緒類型了，那二者有什麼差異呢？接下來我們使用一個小示例來看一下。

下面我們創建一個執行緒，分別將這個執行緒設置為用戶執行緒和守護執行緒，在每個執行緒中執行一個 for 循環，總共執行 10 次資訊列印，每次列印之後休眠 100 毫秒，來觀察程式的運行結果。

3.1 用戶執行緒

新建的執行緒默認就是用戶執行緒，因此我們無需對執行緒進行任何特殊的處理，執行 for 循環即可（總共執行 10 次資訊列印，每次列印之後休眠 100 毫秒），實現程式碼如下：

/**
 * Author：Java中文社群
 */
public class DaemonExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread thread = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 1; i <= 10; i++) {
                    // 列印 i 資訊
                    System.out.println("i:" + i);
                    try {
                        // 休眠 100 毫秒
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        });
        // 啟動執行緒
        thread.start();
    }
}

以上程式執行結果如下：
image.png
從上述結果可以看出，當程式執行完 10 次列印之後才會正常結束進程。

3.2 守護執行緒

/**
 * Author：Java中文社群
 */
public class DaemonExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread thread = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 1; i <= 10; i++) {
                    // 列印 i 資訊
                    System.out.println("i:" + i);
                    try {
                        // 休眠 100 毫秒
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        });
        // 設置為守護執行緒
        thread.setDaemon(true);
        // 啟動執行緒
        thread.start();
    }
}

以上程式執行結果如下：
image.png
從上述結果可以看出，當執行緒設置為守護執行緒之後，整個程式不會等守護執行緒 for 循環 10 次之後再進行關閉，而是當主執行緒結束之後，守護執行緒只執行了一次循環就結束運行了，由此可以看出守護執行緒和用戶執行緒的不同。

3.3 小結

守護執行緒是為用戶執行緒服務的，當一個程式中的所有用戶執行緒都執行完成之後程式就會結束運行，程式結束運行時不會管守護執行緒是否正在運行，由此我們可以看出守護執行緒在 Java 體系中權重是比較低的。

4.守護執行緒注意事項

守護執行緒的使用需要注意以下三個問題：

  1. 守護執行緒的設置 setDaemon(true) 必須要放在執行緒的 start() 之前，否則程式會報錯。
  2. 在守護執行緒中創建的所有子執行緒都是守護執行緒。
  3. 使用 jojn() 方法會等待一個執行緒執行完，無論此執行緒是用戶執行緒還是守護執行緒。

接下來我們分別演示一下，以上的注意事項。

4.1 setDaemon 執行順序

當我們將 setDaemon(true) 設置在 start() 之後，如下程式碼所示：

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    Thread thread = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 1; i <= 10; i++) {
                // 列印 i 資訊
                System.out.println("i:" + i + ",isDaemon:" +
                            Thread.currentThread().isDaemon());
                try {
                    // 休眠 100 毫秒
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    });
    // 啟動執行緒
    thread.start();
    // 設置為守護執行緒
    thread.setDaemon(true);
}

以上程式執行結果如下：
image.png
從上述結果可以看出，當我們將 setDaemon(true) 設置在 start() 之後，不但程式的執行會報錯，而且設置的守護執行緒也不會生效。

4.2 守護執行緒的子執行緒

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    Thread thread = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {

                }
            });
            System.out.println("守護執行緒的子執行緒 thread2 isDaemon：" +
                               thread2.isDaemon());
        }
    });
    // 設置為守護執行緒
    thread.setDaemon(true);
    // 啟動執行緒
    thread.start();

    Thread.sleep(1000);
}

以上程式執行結果如下：
image.png
從上述結果可以看出，守護執行緒中創建的子執行緒，默認情況下也屬於守護執行緒。

4.3 join 與守護執行緒

通過 3.2 部分的內容我們可以看出，默認情況下程式結束並不會等待守護執行緒執行完，而當我們調用執行緒的等待方法 join() 時，執行的結果就會和 3.2 的結果有所不同，下面我們一起來看吧，示例程式碼如下：

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    Thread thread = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 1; i <= 10; i++) {
                // 列印 i 資訊
                System.out.println("i:" + i);
                try {
                    // 休眠 100 毫秒
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    });
    // 設置為守護執行緒
    thread.setDaemon(true);
    // 啟動執行緒
    thread.start();
    // 等待執行緒執行完
    thread.join();
    System.out.println("子執行緒==守護執行緒：" + thread.isDaemon());
    System.out.println("主執行緒==守護執行緒：" + Thread.currentThread().isDaemon());
}

以上程式執行結果如下：
image.png
通過上述結果我們可以看出，即使是守護執行緒，當程式中調用 join() 方法時，程式依然會等待守護執行緒執行完成之後再結束進程。

5.守護執行緒應用場景

守護執行緒的典型應用場景就是垃圾回收執行緒，當然還有一些場景也非常適合使用守護執行緒，比如伺服器端的健康檢測功能，對於一個伺服器來說健康檢測功能屬於非核心非主流的服務業務，像這種為了主要業務服務的業務功能就非常合適使用守護執行緒，當程式中的主要業務都執行完成之後，服務業務也會跟隨者一起銷毀。

6.守護執行緒的執行優先順序

首先來說，執行緒的類型（用戶執行緒或守護執行緒）並不影響執行緒執行的優先順序，如下程式碼所示，定義一個用戶執行緒和守護執行緒，分別執行 10 萬次循環，通過觀察最後的列印結果來確認執行緒類型對程式執行優先順序的影響。

public class DaemonExample {
    private static final int count = 100000;
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 定義任務
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < count; i++) {
                    System.out.println("執行執行緒：" + Thread.currentThread().getName());
                }
            }
        };
        // 創建守護執行緒 t1
        Thread t1 = new Thread(runnable, "t1");
        // 設置為守護執行緒
        t1.setDaemon(true);
        // 啟動執行緒
        t1.start();
        // 創建用戶執行緒 t2
        Thread t2 = new Thread(runnable, "t2");
        // 啟動執行緒
        t2.start();
    }
}

以上程式執行結果如下：
image.png
通過上述結果可以看出，執行緒的類型不管是守護執行緒還是用戶執行緒對程式執行的優先順序是沒有任何影響的，而當我們將 t2 的優先順序調整為最大時，整個程式的運行結果就完全不同了，如下程式碼所示：

public class DaemonExample {
    private static final int count = 100000;
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 定義任務
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < count; i++) {
                    System.out.println("執行執行緒：" + Thread.currentThread().getName());
                }
            }
        };
        // 創建守護執行緒 t1
        Thread t1 = new Thread(runnable, "t1");
        // 設置為守護執行緒
        t1.setDaemon(true);
        // 啟動執行緒
        t1.start();
        // 創建用戶執行緒 t2
        Thread t2 = new Thread(runnable, "t2");
        // 設置 t2 的優先順序為最高
        t2.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
        // 啟動執行緒
        t2.start();
    }
}

以上程式執行結果如下：
image.png
通過上述的結果可以看出，程式的類型和程式執行的優先順序是沒有任何關係，當新創建的執行緒默認的優先順序都是 5 時，無論是守護執行緒還是用戶執行緒，它們執行的優先順序都是相同的，當將二者的優先順序設置不同時，執行的結果也會隨之改變（優先順序設置的越高，最早被執行的概率也越大）。

7.總結

在 Java 語言中執行緒分為用戶執行緒和守護執行緒，守護執行緒是用來為用戶執行緒服務的，當一個程式中的所有用戶執行緒都結束之後，無論守護執行緒是否在工作都會跟隨用戶執行緒一起結束。守護執行緒從業務邏輯層面來看權重比較低，但對於執行緒調度器來說無論是守護執行緒還是用戶執行緒，在優先順序相同的情況下被執行的概率都是相同的。守護執行緒的經典使用場景是垃圾回收執行緒，守護執行緒中創建的執行緒默認情況下也都是守護執行緒。

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