Java 前台线程后台线程 关于线程

 

 

一.  java中的后台线程：

      java线程大家都不陌生，可以用继承Thread类或者实现Runable接口来定义一个自己的线程。另外，java线程还可以分为前台线程（也称用户线程或普通线程)和后台线程（Daemon thread）,本篇就是要说明这两者的区别和用法。
     1.  后台线程会随着主程序的结束而结束，但是前台进程则不会；或者说，只要有一个前台线程未退出，进程就不会终止。（下面的例子会充分说明这一点）;
     2.  默认情况下，程序员创建的线程是用户线程；用setDaemon(true)可以设置线程为后台线程；而用isDaemon( )则可以判断一个线程是前台线程还是后台线程；
     3. jvm的垃圾回收器其实就是一个后台线程；
     4. setDaemon函数必须在start函数之前设定，否则会抛出IllegalThreadStateException异常;

 

转自大神： https://blog.csdn.net/qq_33945246/article/details/89964186

一、Java 分为两种线程：用户线程和守护线程
所谓守护线程是指在程序运行的时候在后台提供一种通用服务的线程，比如垃圾回收线程就是一个很称职的守护者，并且这种线程并不属于程序中不可或缺的部分。因 此，当所有的非守护线程结束时，程序也就终止了，同时会杀死进程中的所有守护线程。反过来说，只要任何非守护线程还在运行，程序就不会终止。

守护线程和用户线程的没啥本质的区别：唯一的不同之处就在于虚拟机的离开：如果用户线程已经全部退出运行了，只剩下守护线程存在了，虚拟机也就退出了。 因为没有了被守护者，守护线程也就没有工作可做了，也就没有继续运行程序的必要了。

将线程转换为守护线程可以通过调用 Thread 对象的 setDaemon (true) 方法来实现。在使用守护线程时需要注意一下几点：

(1) thread.setDaemon (true) 必须在 thread.start () 之前设置，否则会跑出一个 IllegalThreadStateException 异常。你不能把正在运行的常规线程设置为守护线程。

(2) 在 Daemon 线程中产生的新线程也是 Daemon 的。

(3) 守护线程应该永远不去访问固有资源，如文件、数据库，因为它会在任何时候甚至在一个操作的中间发生中断。

二、用户线程就是前台线程，守护线程就是后台线程
main () 函数即主函数，是一个前台线程，前台进程是程序中必须执行完成的，而后台线程则是 java 中所有前台结束后结束，不管有没有完成，后台线程主要用与内存分配等方面。
前台线程和后台线程的区别和联系：

1、后台线程不会阻止进程的终止。属于某个进程的所有前台线程都终止后，该进程就会被终止。所有剩余的后台线程都会停止且不会完成。
2、不管是前台线程还是后台线程，如果线程内出现了异常，都会导致进程的终止。

3、托管线程池中的线程都是后台线程，使用 new Thread 方式创建的线程默认都是前台线程。

说明：
应用程序的主线程以及使用 Thread 构造的线程都默认为前台线程
使用 Thread 建立的线程默认情况下是前台线程，在进程中，只要有一个前台线程未退出，进程就不会终止。主线程就是一个前台线程。而后台线程不管线程是否结束，只要所有的前台线程都退出（包括正常退出和异常退出）后，进程就会自动终止。一般后台线程用于处理时间较短的任务，如在一个 Web 服务器中可以利用后台线程来处理客户端发过来的请求信息。而前台线程一般用于处理需要长时间等待的任务，如在 Web 服务器中的监听客户端请求的程序，或是定时对某些系统资源进行扫描的程序

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main（）线程是前台线程还是后台线程？前后台线程的区别是什么？

main（）线程是程序的主线程，后台线程在主线程完了后自动会退出的。

 

 

 

线程同步:

看到个大神：https://blog.csdn.net/ghsau/article/details/7424694 

要说明线程同步问题首先要说明Java线程的两个特性，可见性和有序性。多个线程之间是不能直接传递数据交互的，它们之间的交互只能通过共享变量来实现。

拿上篇博文中的例子来说明，在多个线程之间共享了Count类的一个对象，这个对象是被创建在主内存(堆内存)中，每个线程都有自己的工作内存(线程栈)，工作内存存储了主内存Count对象的一个副本，当线程操作Count对象时，首先从主内存复制Count对象到工作内存中，然后执行代码count.increment()，改变了num值，最后用工作内存Count刷新主内存Count。当一个对象在多个内存中都存在副本时，如果一个内存修改了共享变量，其它线程也应该能够看到被修改后的值，此为可见性。 多个线程执行时，CPU对线程的调度是随机的，我们不知道当前程序被执行到哪步就切换到了下一个线程，一个最经典的例子就是银行汇款问题，一个银行账户存款100，这时一个人从该账户取10元，同时另一个人向该账户汇10元，那么余额应该还是100。那么此时可能发生这种情况，A线程负责取款，B线程负责汇款，A从主内存读到100，B从主内存读到100，A执行减10操作，并将数据刷新到主内存，这时主内存数据100-10=90，而B内存执行加10操作，并将数据刷新到主内存，最后主内存数据100+10=110，显然这是一个严重的问题，我们要保证A线程和B线程有序执行，先取款后汇款或者先汇款后取款，此为有序性。本文讲述了JDK5.0之前传统线程的同步方式，更高级的同步方式可参见Java线程(八)：锁对象Lock-同步问题更完美的处理方式。

        下面同样用代码来展示一下线程同步问题。

        TraditionalThreadSynchronized.java：创建两个线程，执行同一个对象的输出方法。

public class TraditionalThreadSynchronized {
    public static void main(String[] args) {
        final Outputter output = new Outputter();
        new Thread() {
            public void run() {
                output.output("zhangsan");
            }
        }.start();        
        new Thread() {
            public void run() {
                output.output("lisi");
            }
        }.start();
    }
}
class Outputter {
    public void output(String name) {
        // TODO 为了保证对name的输出不是一个原子操作，这里逐个输出name的每个字符
        for(int i = 0; i < name.length(); i++) {
            System.out.print(name.charAt(i));
             Thread.sleep(10);
        }
    }
}

  运行结果：zhlainsigsan

        显然输出的字符串被打乱了，我们期望的输出结果是zhangsanlisi，这就是线程同步问题，我们希望output方法被一个线程完整的执行完之后再切换到下一个线程，Java中使用synchronized保证一段代码在多线程执行时是互斥的，有两种用法：

        1. 使用synchronized将需要互斥的代码包含起来，并上一把锁。

{
    synchronized (this) {
        for(int i = 0; i < name.length(); i++) {
            System.out.print(name.charAt(i));
        }
    }
}

这把锁必须是需要互斥的多个线程间的共享对象，像下面的代码是没有意义的。

{
    Object lock = new Object();
    synchronized (lock) {
        for(int i = 0; i < name.length(); i++) {
            System.out.print(name.charAt(i));
        }
    }
}

每次进入output方法都会创建一个新的lock，这个锁显然每个线程都会创建，没有意义。

        2. 将synchronized加在需要互斥的方法上。

public synchronized void output(String name) {
    // TODO 线程输出方法
    for(int i = 0; i < name.length(); i++) {
        System.out.print(name.charAt(i));
    }
}

这种方式就相当于用this锁住整个方法内的代码块，如果用synchronized加在静态方法上，就相当于用××××.class锁住整个方法内的代码块。使用synchronized在某些情况下会造成死锁，死锁问题以后会说明。使用synchronized修饰的方法或者代码块可以看成是一个原子操作。

        每个锁对象(JLS中叫monitor)都有两个队列，一个是就绪队列，一个是阻塞队列，就绪队列存储了将要获得锁的线程，阻塞队列存储了被阻塞的线程，当一个线程被唤醒(notify)后，才会进入到就绪队列，等待CPU的调度，反之，当一个线程被wait后，就会进入阻塞队列，等待下一次被唤醒，这个涉及到线程间的通信，下一篇博文会说明。看我们的例子，当第一个线程执行输出方法时，获得同步锁，执行输出方法，恰好此时第二个线程也要执行输出方法，但发现同步锁没有被释放，第二个线程就会进入就绪队列，等待锁被释放。一个线程执行互斥代码过程如下：

        1. 获得同步锁；

        2. 清空工作内存；

        3. 从主内存拷贝对象副本到工作内存；

        4. 执行代码(计算或者输出等)；

        5. 刷新主内存数据；

        6. 释放同步锁。

        所以，synchronized既保证了多线程的并发有序性，又保证了多线程的内存可见性。

        volatile是第二种Java多线程同步的机制，根据JLS(Java LanguageSpecifications)的说法，一个变量可以被volatile修饰，在这种情况下内存模型(主内存和线程工作内存)确保所有线程可以看到一致的变量值，来看一段代码：

class Test {
    static int i = 0, j = 0;
    static void one() {
        i++;
        j++;
    }
    static void two() {
        System.out.println("i=" + i + " j=" + j);
    }
}

  一些线程执行one方法，另一些线程执行two方法，two方法有可能打印出j比i大的值，按照之前分析的线程执行过程分析一下：

        1. 将变量i从主内存拷贝到工作内存；

        2. 改变i的值；

        3. 刷新主内存数据；

        4. 将变量j从主内存拷贝到工作内存；

        5. 改变j的值；

        6. 刷新主内存数据；

        这个时候执行two方法的线程先读取了主存i原来的值又读取了j改变后的值，这就导致了程序的输出不是我们预期的结果，要阻止这种不合理的行为的一种方式是在one方法和two方法前面加上synchronized修饰符：

class Test {
    static int i = 0, j = 0;
    static synchronized void one() {
        i++;
        j++;
    }
    static synchronized void two() {
        System.out.println("i=" + i + " j=" + j);
    }
}

根据前面的分析，我们可以知道，这时one方法和two方法再也不会并发的执行了，i和j的值在主内存中会一直保持一致，并且two方法输出的也是一致的。另一种同步的机制是在共享变量之前加上volatile：

class Test {
    static volatile int i = 0, j = 0;
    static void one() {
        i++;
        j++;
    }
    static void two() {
        System.out.println("i=" + i + " j=" + j);
    }
}

one方法和two方法还会并发的去执行，但是加上volatile可以将共享变量i和j的改变直接响应到主内存中，这样保证了主内存中i和j的值一致性，然而在执行two方法时，在two方法获取到i的值和获取到j的值中间的这段时间，one方法也许被执行了好多次，导致j的值会大于i的值。所以volatile可以保证内存可见性，不能保证并发有序性。

       没有明白JLS中为什么使用两个变量来阐述volatile的工作原理，这样不是很好理解。volatile是一种弱的同步手段，相对于synchronized来说，某些情况下使用，可能效率更高，因为它不是阻塞的，尤其是读操作时，加与不加貌似没有影响，处理写操作的时候，可能消耗的性能更多些。但是volatile和synchronized性能的比较，我也说不太准，多线程本身就是比较玄的东西，依赖于CPU时间分片的调度，JVM更玄，还没有研究过虚拟机，从顶层往底层看往往是比较难看透的。在JDK5.0之前，如果没有参透volatile的使用场景，还是不要使用了，尽量用synchronized来处理同步问题，线程阻塞这玩意简单粗暴。另外volatile和final不能同时修饰一个字段，可以想想为什么。