守护线程、普通线程、两者之间的区别
一、✅典型解析
在Java中有两类线程: User Thread(用户线程)、Daemon Thread(守护线程)。用户线程一般用于执行用户级任务，而守护线程也就是 “ 后台线程 ”，一般用来执行后台任务，守护线程最典型的应用就是GC(垃圾回收器)。
1.1 ✅什么是守护线程（概念）
守护线程（Daemon Thread）是一种在后台提供服务的线程，它在程序运行时在后台提供一种通用服务。守护线程并不属于程序中不可或缺的部分，它的生死与整个进程的运行无关。
守护线程的主要作用是为其他线程提供服务，例如垃圾回收线程就是典型的守护线程。当所有的用户线程都已退出运行时，如果还有守护线程存在，JVM（Java虚拟机）会继续运行直到所有的守护线程也结束。当所有非守护线程结束时，如果没有守护线程存在，程序就会终止。
用户可以通过调用Thread类的 setDaemon(true) 方法将线程设置为守护线程模式，这样该线程就会在后台运行并一直服务其他线程。需要注意的是，守护线程不应该执行重要的操作，因为它的终止是不可控制的。
1.2 ✅守护线程会阻塞其他线程吗
当我们在Java中创建一个线程时，我们可以通过调用Thread类的setDaemon(true)方法将其设置为守护线程。守护线程是在后台运行的，当没有用户线程在运行时，守护线程会自动终止。下面是一个示例。
/**
* @author xinbaobaba
* 如何创建一个守护线程
*/
public class DaemonThreadExample {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个守护线程
Thread daemonThread = new Thread(() -> {
while (true) {
// 守护线程的逻辑
System.out.println("Daemon thread is running.");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
daemonThread.setDaemon(true); // 设置守护线程
daemonThread.start(); // 启动守护线程
// 主线程逻辑
System.out.println("Main thread is running.");
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("Main thread is exiting.");
}
}
1.3 ✅守护线程有哪些优缺点
守护线程的优点：
- 守护线程在后台提供通用服务，可以减轻主线程的负担，使其专注于执行主要任务。
- 守护线程的创建和销毁成本相对较低，可以提高程序的启动速度和执行效率。
- 守护线程可以自动终止，不需要手动管理，减少了程序退出时的资源清理工作。
守护线程缺点：
- 守护线程的生命周期依赖于用户线程，如果用户线程全部退出，守护线程也会被终止，可能导致一些资源无法得到正确的清理。
- 守护线程不控制资源，这可能导致一些重要的资源在程序退出时仍被占用，影响程序的正确关闭。
- 守护线程的执行优先级较低，可能会影响程序的实时性和响应速度。
因此，在使用守护线程时需要注意权衡利弊，根据具体需求选择是否使用以及如何使用。
1.4 ✅ 哪些场景下需要使用守护线程
守护线程适用于以下场景：
注意：守护线程并不适合执行需要持续运行的任务，因为它们会在所有用户线程结束后自动退出。在实际开发中，我们可以根据具体需求来合理使用守护线程，提高程序的性能和可靠性。
二、✅普通线程
2.1 ✅什么是普通线程（概念）
普通线程与守护线程不同，它在程序运行过程中一直存在，直到程序结束或手动终止。普通线程可以与其他线程并发执行，并在其生命周期内完成特定的任务。
在Java中，可以通过继承Thread类或实现Runnable接口来创建普通线程。普通线程的创建和管理需要更多的资源，因此需要注意线程的启动、同步、通信和异常处理等问题。
总结起来的话，普通线程是用户创建的常规线程，需要手动管理其生命周期，常用于执行需要持续运行的任务或并发操作。
2.2 ✅如何创建线程
创建线程的方法主要有两种：继承Thread类和实现Runnable接口。
- 继承Thread类：创建一个线程类，继承Thread类，并重写run()方法。在run()方法中编写线程要执行的代码。创建线程对象时调用其构造函数，启动线程时调用start()方法。例如：
/**
* @author xinbaobaba
*/
public class MyThread extends Thread {
public void run() {
// 线程执行的代码
}
}
MyThread thread = new MyThread();
thread.start();
- 实现Runnable接口：创建一个实现了Runnable接口的类，实现run()方法，在run()方法中编写线程要执行的代码。创建一个Thread对象，将实现Runnable接口的类的对象作为参数传递给Thread构造函数，调用Thread对象的start()方法启动线程。例如：
/**
* @author xinbaobaba
*/
public class MyRunnable implements Runnable {
public void run() {
// 线程执行的代码
}
}
Thread thread = new Thread(new MyRunnable());
thread.start();
无论使用哪种方法创建线程，都需要调用start()方法启动线程，而不是直接调用run()方法。因为run()方法是普通方法，直接调用会立即执行，不会创建新的线程。而start()方法会启动一个新的线程来执行run()方法中的代码。
2.3 ✅如何开启线程
要开启线程，需要创建一个线程对象并调用其start()方法。
在Java中，可以通过继承Thread类或实现Runnable接口来创建线程。无论使用哪种方法，都需要实现run()方法，并在其中编写线程要执行的代码。
创建线程对象时，可以直接使用Thread类或通过实现Runnable接口的类来创建。然后，调用线程对象的start()方法来启动线程。
例如，以下是一个简单的Java代码示例，演示如何开启线程：
/**
* @author xinbaobaba
*/
public class MyThread extends Thread {
public void run() {
// 线程执行的代码
System.out.println("Thread is running.");
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
MyThread thread = new MyThread();
thread.start(); // 启动线程
}
}
2.4 ✅如何终止线程
终止线程的方法主要有三种：
- 使用退出标志：在run()方法中设置一个boolean类型的标志，并通过设置这个标志为true或false来控制while循环是否退出。
- 使用stop方法：强制终止线程，但这种方法不推荐使用，因为stop和suspend、resume一样，也可能发生不可预料的结果。
- 使用interrupt方法：中断线程。可以通过捕获InterruptedException异常来控制线程的退出。
注意，终止线程时应该谨慎处理，避免资源泄漏和数据不一致等问题。在实际开发中，应该根据具体情况选择合适的方法来管理线程的生命周期。
在Java中，可以通过设置一个boolean类型的变量作为线程的退出标志，在线程的while循环中不断检查这个标志，如果标志为true，则退出循环并结束线程。以下是一个示例代码：
/**
* @author xinbaobaba
*/
public class MyThread extends Thread {
private boolean isRunning = true;
public void run() {
while (isRunning) {
// 线程执行的代码
System.out.println("Thread is running.");
}
}
public void stopThread() {
isRunning = false;
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
MyThread thread = new MyThread();
thread.start(); // 启动线程
// 等待一段时间后终止线程
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
thread.stopThread(); // 停止线程
}
}
问：线程的三种终止方法,哪一种最常用呢 ？
线程的三种终止方法包括使用退出标志、使用stop方法和使用interrupt方法。其中，最常用的方法是使用interrupt方法。
使用 interrupt方法 来终止线程是最常用的方法，因为它提供了一种优雅的方式来通知被停止的线程停止执行。通过调用线程的interrupt方法，可以向线程发送一个中断请求，线程可以选择在适当的时候响应这个请求并停止执行。这种方式的优点在于它不会立即强制停止线程，而是给线程一个机会来清理资源、释放锁等，从而避免出现资源泄漏或其他问题。此外，interrupt方法还提供了一种通用的机制，可以用于处理其他类型的中断请求，如用户界面中的取消操作等。
相比之下，使用退出标志或stop方法来终止线程并不常用。使用退出标志需要在程序中设置一个标志变量，当需要停止线程时将标志变量设置为true，然后等待线程自行停止。这种方式需要线程自行处理停止逻辑，而且可能会造成线程阻塞或死锁等问题。使用stop方法会强制停止线程，可能会导致资源泄漏或其他问题，因此不推荐使用。
综上所述，使用interrupt方法是线程终止最常用的方法，因为它提供了一种优雅、安全的方式来停止线程执行，并可以用于处理其他类型的中断请求。
2.5 ✅线程的同步和通信是什么
线程的同步和通信是实现多线程并发执行的必要机制。
线程同步是指线程之间的协调与合作，以确保它们能够按照正确的顺序执行，避免出现数据不一致或资源冲突的问题。线程同步可以通过互斥锁、条件变量、信号量等机制实现，以确保同一时刻只有一个线程访问共享资源。
线程通信是指线程之间传递数据或消息的机制。由于不同的线程可能执行在不同的处理器或不同的内存空间上，因此需要一种机制来在不同的线程之间传递信息。线程通信可以通过共享内存、消息队列、管道等机制实现，以确保线程之间能够正确地传递数据或状态信息。
线程的同步和通信是多线程编程中的重要概念，用于协调和管理不同线程的执行，以确保程序能够正确地运行并实现预期的功能。
Demo：
/**
* @author xinbaobaba
* 演示了线程同步和通信的基本概念
*/
public class SharedResource {
private int count = 0;
private final Object lock = new Object();
public void increment() {
synchronized (lock) {
count++;
}
}
public int getCount() {
return count;
}
}
public class MyThread extends Thread {
private SharedResource resource;
public MyThread(SharedResource resource) {
this.resource = resource;
}
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
resource.increment();
System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getId() + " count: " + resource.getCount());
}
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
SharedResource resource = new SharedResource();
MyThread thread1 = new MyThread(resource);
MyThread thread2 = new MyThread(resource);
thread1.start();
thread2.start();
try {
thread1.join();
thread2.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("Final count: " + resource.getCount());
}
}
在上面的代码中，我们定义了一个SharedResource类，其中包含一个共享资源count和一个同步锁lock。increment()方法用于增加count的值，并在访问count时进行同步，以确保线程安全。MyThread类继承了Thread类，并在run()方法中模拟了对共享资源的并发访问。在Main类中，我们创建了两个MyThread对象，并启动它们。使用 join() 方法等待线程执行完成，然后输出最终的count值。
这个示例演示了线程同步的基本概念，通过synchronized关键字对共享资源进行同步访问，确保同一时刻只有一个线程能够修改count 的值。同时，通过线程通信的方式，每个线程在访问完共享资源后输出count的值，以便观察线程的执行顺序和共享资源的状态变化。