面试突击31：什么是守护线程？它和用户线程有什么区别？

在 Java 语言中，线程分为两类：用户线程和守护线程，默认情况下我们创建的线程或线程池都是用户线程，所以用户线程也被称之为普通线程。

想要查看线程到底是用户线程还是守护线程，可以通过 Thread.isDaemon() 方法来判断，如果返回的结果是 true 则为守护线程，反之则为用户线程。

我们来测试一下默认情况下线程和线程池属于哪种线程类型？测试代码如下：

import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 线程类型：守护线程 OR 用户线程
 */
public class ThreadType {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建线程
        Thread thread = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //...
            }
        });
        // 创建线程池
        ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(10, 10,
                0, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(100));
        threadPool.submit(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("ThreadPool 线程类型：" +
                        (Thread.currentThread().isDaemon() == true ? "守护线程" : "用户线程"));
            }
        });
        System.out.println("Thread 线程类型：" +
                (thread.isDaemon() == true ? "守护线程" : "用户线程"));
        System.out.println("main 线程类型：" +
                (Thread.currentThread().isDaemon() == true ? "守护线程" : "用户线程"));
    }
}

以上程序的执行结果如下图所示：

从上述结果可以看出，默认情况下创建的线程和线程池都是用户线程。

守护线程定义

守护线程（Daemon Thread）也被称之为后台线程或服务线程，守护线程是为用户线程服务的，当程序中的用户线程全部执行结束之后，守护线程也会跟随结束。
守护线程的角色就像“服务员”，而用户线程的角色就像“顾客”，当“顾客”全部走了之后（全部执行结束），那“服务员”（守护线程）也就没有了存在的意义，所以当一个程序中的全部用户线程都结束执行之后，那么无论守护线程是否还在工作都会随着用户线程一块结束，整个程序也会随之结束运行。

创建守护线程

我们可以通过 Thread.setDaemon(true) 方法将线程设置为守护线程，比如以下代码的实现：

public static void main(String[] args) {
    Thread thread = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            //...
        }
    });
    // 设置线程为守护线程
    thread.setDaemon(true);
    System.out.println("Thread 线程类型：" +
                       (thread.isDaemon() == true ? "守护线程" : "用户线程"));
    System.out.println("main 线程类型：" +
                       (Thread.currentThread().isDaemon() == true ? "守护线程" : "用户线程"));
}

以上程序的执行结果如下图所示：

将线程池设置为守护线程

要把线程池设置为守护线程相对来说麻烦一些，需要将线程池中的所有线程都设置成守护线程，这个时候就需要使用线程工厂 ThreadFactory 来设置了（线程池中的所有线程都是通过线程工厂创建的），它的具体实现代码如下：

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    // 线程工厂（设置守护线程）
    ThreadFactory threadFactory = new ThreadFactory() {
        @Override
        public Thread newThread(Runnable r) {
            Thread thread = new Thread(r);
            // 设置为守护线程
            thread.setDaemon(true);
            return thread;
        }
    };
    // 创建线程池
    ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(10, 10,
                                                           0, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(100), threadFactory);
    threadPool.submit(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("ThreadPool 线程类型：" +
                               (Thread.currentThread().isDaemon() == true ? "守护线程" : "用户线程"));
        }
    });
    Thread.sleep(2000);
}

以上程序的执行结果如下图所示：

守护线程 VS 用户线程

通过前面的内容我们了解了什么是用户线程和守护线程了，那二者有什么区别呢？接下来我们用一个小示例来观察一下。
接下来我们将创建一个线程，分别将这个线程设置为用户线程和守护线程，在每个线程中执行一个 for 循环，总共执行 10 次信息打印，每次打印之后休眠 100 毫秒，来观察程序的运行结果。

用户线程

新建的线程默认就是用户线程，因此我们无需对线程进行任何特殊的处理，执行 for 循环即可（总共执行 10 次信息打印，每次打印之后休眠 100 毫秒），实现代码如下：

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    // 创建用户线程
    Thread thread = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 1; i <= 10; i++) {
                // 打印 i 信息
                System.out.println("i:" + i);
                try {
                    // 休眠 100 毫秒
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    });
    // 启动线程
    thread.start();
}

以上程序的执行结果如下图所示：

从上述结果可以看出，当程序执行完 10 次打印之后才会正常结束进程。

守护线程

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    // 创建守护线程
    Thread thread = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 1; i <= 10; i++) {
                // 打印 i 信息
                System.out.println("i:" + i);
                try {
                    // 休眠 100 毫秒
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    });
    // 设置为守护线程
    thread.setDaemon(true);
    // 启动线程
    thread.start();
}

以上程序执行结果如下图所示：

从上述结果可以看出，当线程设置为守护线程之后，整个程序不会等守护线程 for 循环 10 次之后再进行关闭，而是当主线程结束之后，守护线程一次循环都没执行就结束了，由此可以看出守护线程和用户线程的不同。

守护线程注意事项

守护线程的设置 setDaemon(true) 必须要放在线程的 start() 之前，否则程序会报错。也就是说在运行线程之前，一定要先确定线程的类型，并且线程运行之后是不允许修改线程的类型的。
接下来我们来演示一下，如果在程序运行执行再设置线程的类型会出现什么问题？演示代码如下：

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++) {
                // 打印 i 信息
                System.out.println("i:" + i + ",isDaemon:" +
                            Thread.currentThread().isDaemon());
                try {
                    // 休眠 100 毫秒
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    });
    // 启动线程
    thread.start();
    // 设置为守护线程
    thread.setDaemon(true);
}

以上程序执行结果如下图所示：

从上述结果可以看出，当我们将 setDaemon(true) 设置在 start() 之后，不但程序的执行会报错，而且设置的守护线程也不会生效。

总结

在 Java 语言中线程分为两类：用户线程和守护线程，默认情况下我们创建的线程或线程池都是用户线程，守护线程是为用户线程服务的，当一个程序中的所有用户线程都执行完成之后程序就会结束运行，程序结束运行时不会管守护线程是否正在运行，由此我们可以看出守护线程在 Java 体系中权重是比较低的，这就是守护线程和用户线程的区别。