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【Java并发】由守护线程引发的一系列思考

一枚路过的程序猿 2022-05-02 阅读 96

1.什么是守护线程?

首先看一下,Java官方对于守护线程的注释是怎么样的?

按照官方这样的说法的话,JVM GC不就是一个天生的守护线程吗?只要一个程序启动之后,独立与控制终端,可以独立运行,而且一直在后台等待周期性的触发GC,回收内存。问题随之而来

  • 主线程是守护线程吗?–不是,和概念中的独立于控制终端明显不匹配,而且周期性的执行某种任务
  • Java GC是内置的守护线程,那我们可以自己写一个吗?–可以,通过thread.setDaemon(true)
  • 守护线程是随着主线程退出而退出的吗?
    带着上面的问题,我们写几段代码验证一下
    开启一个自定义线程,1s打印一次,main线程运行完成之后,打印退出,那此时JVM可以正常退出吗?
public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		Thread thread = new Thread(new Runnable() {

			@Override
			public void run() {
				while (true) {
					try {
						Thread.sleep(1000);
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
					System.out.println("Current Thread is running!");
				}
			}
		});
		thread.start();

		System.out.println("Main Thread exit!");
	}
}

image.png

可以看到此时主线程已经退出,但是子线程依然在运行,JVM无法正常退出,验证了JVM官方一句话

接下来我们把这个线程改为守护线程,再次运行一下
image.png

经过上面的代码验证,我们小结一下:
守护线程相比于普通线程来说,更加的安全,它可以自己控制关闭,在程序退出的时候,关闭自己。即使你在你的守护线程里面写了死循环,也没有关系。通常来说,守护线程经常被用来执行一些后台任务,但是呢,你又希望在程序退出时,或者说 JVM 退出时,线程能够自动关闭,此时,守护线程是你的首选。

2.普通线程最好的退出方式

上面了解了守护线程的退出方式,突然想到,自己之前代码中更多编写的肯定是普通线程,那么自己之前是怎么退出普通线程的,这里也稍微总结一下代码。

public class Main {
	public static class WorkTask extends Thread {
		boolean isExit = false;
		@Override
		public void run() {
			super.run();
			while (!isExit) {
				System.out.println("Current Thread is running!");
			}
		}

		public void shutDown() {
			if (isAlive()) {
				interrupt();
				isExit = true;
			}
		}
	}
	public static void main(String[] args) {
		WorkTask task = new WorkTask();
		task.start();

		try {
			Thread.sleep(3000);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}

		task.shutDown();
		task = null;
		System.out.println("Main Thread exit!");
	}
}

只到这里了吗,no no no…
大家发现上面写的例子是,现场有运行任务,但是,如果我们也知道,线程有那么多状态,interrupt真的可以统一解决吗?答案:不是。
我们把上面的代码改一下,在线程内部run里面,有wait、sleep操作

public class Main {
	public static class WorkTask extends Thread {
		boolean isExit = false;
		@Override
		public void run() {
			super.run();
			while (!isExit) {
				try {
                                        //add this
					Thread.sleep(1000);
				} catch (InterruptedException e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}
				System.out.println("Current Thread is running!");
			}
		}

		public void shutDown() {
			if (isAlive()) {
				interrupt();
				isExit = true;
			}
		}
	}
	public static void main(String[] args) {
		WorkTask task = new WorkTask();
		task.start();

		try {
			Thread.sleep(3000);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}

		task.shutDown();
		task = null;
		System.out.println("Main Thread exit!");
	}
}

此时运行代码,发现程序有异常抛出。

Current Thread is running!
Current Thread is running!
Main Thread exit!
java.lang.InterruptedException: sleep interrupted
Current Thread is running!
	at java.base/java.lang.Thread.sleep(Native Method)
	at Main$WorkTask.run(Main.java:9)

这里我们就能知道,interrupt的实质作用了:
interrupt()的作用是中断本线程。如果本线程是处于阻塞状态:调用线程的wait() join() sleep(long)也会让它进入阻塞状态。若线程在阻塞状态时,调用了它的interrupt()方法,那么它的“中断状态”会被清除并且会收到一个InterruptedException异常,线程的中断标记会被设置为true,并且它会立即从选择操作中返回。

但是还有一种情况,是interrupt处理不了的,大家记得线程还有一种状态是死锁吗?

public class Main {
	public static class WorkTask extends Thread {
		boolean isExit = false;
		@Override
		public void run() {
			super.run();
			while (!isExit) {
				try {
					Thread.sleep(1000);
				} catch (InterruptedException e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}
				System.out.println("Current Thread is running!");
			}
		}

		public void shutDown() {
			if (isAlive()) {
				interrupt();
				isExit = true;
			}
		}
	}

	public static void main(String[] args) {
		Object lock1 = new Object();
		Object lock2 = new Object();

		Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {

			@Override
			public void run() {
				synchronized (lock1) {
					System.out.println(
							Thread.currentThread().getId() + "get lock1");
					synchronized (lock2) {
						try {
							Thread.sleep(200);
						} catch (InterruptedException e) {
							// TODO Auto-generated catch block
							e.printStackTrace();
						}
						System.out.println(
								Thread.currentThread().getId() + "get lock2");
					}
				}
			}
		});
		thread1.start();

		Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {

			@Override
			public void run() {
				synchronized (lock2) {
					System.out.println(
							Thread.currentThread().getId() + "get lock2");
					synchronized (lock1) {
						System.out.println(
								Thread.currentThread().getId() + "get lock1");
					}
				}
			}
		});
		thread2.start();

		thread1.interrupt();
		System.out.println("Main Thread exit!");
	}
}

上面的列子,写了一个死锁(模拟死锁四个条件中的一个,形成了死锁环),此时调用interrupt发现结果如下:
image.png

大家发现,两个线程均无法正常结束,所以interrupt无法终止这种情况。

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