什么是守护线程？守护线程的底层原理和使用示例

大家好，今天这篇文章来梳理一下有关守护线程的相关问题，这也是之前曾经有被问到过的面试题，在此之前我们先看一看守护线程的使用示例。

守护线程使用示例

我们先来看看下面这段代码：

在上面的示例中，我们创建了一个守护线程 daemonThread，并将其设置为守护线程。

主线程休眠一段时间后，主线程结束，程序退出，此时守护线程也会随之结束。守护线程的 DaemonTask 会不断地输出消息，模拟后台任务的执行。

当主线程结束后，你会注意到守护线程 DaemonTask 不再输出消息，因为它被 JVM 中止了。

什么是守护线程

Java 把线程分成两类：用户线程（User Thread） + 守护线程（Daemon Thread）

守护线程的使用有以下要点：

当程序中所有的用户线程执行完毕之后，不管守护线程是否结束，系统都会自动退出（也就是说只要存在一个用户线程在允许，守护线程就不会结束）

守护线程必须在 start 启动前通过 setDaemon() 方法将状态设置为 true，启动后就不能进行设置，否则报 InterruptedException 异常

守护线程存在被 JVM 强制终止的风险，所以在守护线程中尽量不去访问系统资源，例如打开文件等，因为虚拟机退出时，守护线程没有任何机会来关闭文件，这会导致数据丢失，所以守护线程适合执行无需完整执行的后台任务。

守护线程中创建的线程也是守护线程

JVM 进程中的 GC 线程就是一个守护线程，这样设计目的很明确，当你所有的程序都执行完毕了，留着这个 GC 线程就没有任何意义了。反过来可以设想，如果把 GC 线程设计成非守护线程，当你明确你的程序都执行完毕了，但是就是不自动退出岂不是很奇怪？

守护线程的底层原理

守护线程底层原理是啥？为什么用户线程结束守护线程就能自动退出？（相信很多很多小伙伴遇到这个题都会直接懵，属于低频但重点的考点）

我们看下 JVM 源码 thread.cpp 文件，这里是实现线程的代码。可以盲猜有一段代码监测着当前非守护线程的数量，不然怎么知道现在只剩下守护线程呢？很有可能是在移除线程的方法里面，跟着这个思路，我们看看该文件的 remove() 方法。代码如下

我在里面加了一些注释，可以发现，果然是我们想的那样，里面有 _number_of_non_daemon_threads 记录着非守护线程的数量，而且当非守护线程数为 1 时，就会唤醒在 destory_vm() 方法里面等待的线程，紧接着我们看看 destory_vm() 代码，同样是在 thread.cpp 文件下：

可以看到当非守护线程数量大于 1 时，就一直等待，直到剩下一个非守护线程时，就会在线程执行完后，退出 JVM。

这时候又有一个点需要搞清楚，就是什么时候调用的 destroy_vm() 方法呢？还是通过查看代码以及注释，发现是在 main() 方法执行完成后触发的。

在 java.c 文件的 JavaMain() 方法里面，最后执行完调用了 LEAVE() 方法，该方法调用了 (*vm)->DestroyJavaVM(vm); 来触发 JVM 退出，最终调用 destroy_vm() 方法。

总结下就是：Java 程序在 main 线程执行退出时，会触发执行 JVM 退出操作（ destroy_vm() 方法），但是该方法会等待所有非守护线程（用户线程）都执行完，具体原理是使用变量 _number_of_non_daemon_threads 统计非守护线程的数量，这个变量在新增线程和删除线程时会做增减操作。

另外衍生一点就是：当 JVM 退出时，所有还存在的守护线程会被抛弃，既不会执行 finally 部分代码，也不会 catch 异常。这个很明显，JVM 都退出了，守护线程也就不能独自存在了。

好了，以上就是今天的内容分享，感谢大家的收看，我们下篇见。

审核编辑：汤梓红