JVM線程知多少

本文已在黃金檔上發表，原文連結：http://www.goldendoc.org/2011/11/jvm-thread/

兩個問題

1. 什麼是守護線程？守護線程與非守護線程有什麼差別？其應用場景有哪些？
2. 一個簡單的Java程式，啟動後JVM建立了哪些線程，它們的作用是什麼？

熟悉上面兩個問題的同學可以繞過了，不太熟的同學可以繼續往下看，哈哈！

守護線程

守護線程，又叫Daemon線程，它有以下幾個特點：

1. 守護線程通常由虛拟機自己使用，比如垃圾收集器的線程；
2. Java程式可以把它任何建立的線程标記為守護線程；但必須線上程運作前設定；
3. Java初始線程(即開始于main方法的線程)是非守護線程；
4. 隻要還有任何非守護線程在運作，那麼這個Java程式也在運作，即這個JVM執行個體還存活着；當JVM中的所有非守護線程都終止時，JVM執行個體将自動退出；

看下面這個例子：

1	public class DaemonTest {

2

3	public static void main(String[] args)  throws InterruptedException,

4	IOException {

5	Thread daemon =  new Thread( new DaemonThread());

6	daemon.setName( "My Daemon Thread" );

7	daemon.setDaemon( true );

8	daemon.start();

9

10	for ( int i =  ; i <  10 ; i++) {

11	System.out.println( "Main thread: " + i);

12	Thread.sleep( 1000 );

13

}

14

}

15

}

16

17	class DaemonThread  implements Runnable {

18	private int index =  ;

19

20

@Override

21	public void run() {

22	while (index <  100 ) {

23	System.out.println( "========= Daemon thread: " + index++);

24

try {

25	Thread.sleep( 1000 );

26	}  catch (InterruptedException e) {

27	e.printStackTrace();

28

}

29

}

30

}

31

}

主線程在建立一個Daemon線程後，循環10次結束；此時JVM中沒有任何非Daemon線程，是以JVM将自動退出，其結果是導緻建立的Daemon線程沒有執行完既定任務就被迫終止了；程式結果如下：

1	Main thread:

2	========= Daemon thread:

3	========= Daemon thread:  1

4	Main thread:  1

5	Main thread:  2

6

......

7	Main thread:  9

8	========= Daemon thread:  10

結論：不要将業務邏輯封裝在Daemon線程中執行，否則結果會不穩定；

JVM中的線程

上面例子中，虛拟機在啟動後，一共建立了多少個線程呢？不用猜，我們通過程式或工具來看；

1、通過程式

代碼如下：

1	public class JVMThreadTest {

2

3	public static void main(String[] args) {

4	Thread[] ts = getAllThread();

5	for (Thread t : ts) {

6	System.out.println(t.getId() +  ": " + t.getName() +  ", Priority: "

7	+ t.getPriority());

8

}

9

}

10

11	public static Thread[] getAllThread() {

12	ThreadGroup root = Thread.currentThread().getThreadGroup();

13	ThreadGroup ttg = root;

14

15	while ((ttg = ttg.getParent()) !=  null ) {

16	root = ttg;

17

}

18

19	Thread[] tlist =  new Thread[( int ) (root.activeCount() *  1.2 )];

20	return java.util.Arrays.copyOf(tlist, root.enumerate(tlist,  true ));

21

}

22

}

上面的代碼先取得所有的線程，然後依次列印其線程Id、線程名和優先級，結果如下：

1	2 : Reference Handler, Priority:  10

2	3 : Finalizer, Priority:  8

3	4 : Signal Dispatcher, Priority:  9

4	5 : Attach Listener, Priority:  5

5	1 : main, Priority:  5

2、通過jstack

通過jstack -l pid，可以得到如下棧資訊：

1	"My Daemon Thread" daemon prio= 6 tid= 0x01e82400 nid= 0x1740 waiting on condition

2	[ 0x0414f000 ]

3	java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping)

4	at java.lang.Thread.sleep(Native Method)

5	at inside.jvm.daemon.DaemonThread.run(DaemonTest.java: 34 )

6	at java.lang.Thread.run(Unknown Source)

7

8	Locked ownable synchronizers:

9

- None

10

11	"Low Memory Detector" daemon prio= 6 tid= 0x01e50400 nid= 0xc78 runnable [ 0x0000000

12

]

13	java.lang.Thread.State: RUNNABLE

14

15	Locked ownable synchronizers:

16

- None

17

18	"C1 CompilerThread0" daemon prio= 10 tid= 0x01e4dc00 nid= 0x410 waiting on conditio

19	n [ 0x00000000 ]

20	java.lang.Thread.State: RUNNABLE

21

22	Locked ownable synchronizers:

23

- None

24

25	"Attach Listener" daemon prio= 10 tid= 0x01e4a800 nid= 0x109c waiting on condition

26	[ 0x00000000 ]

27	java.lang.Thread.State: RUNNABLE

28

29	Locked ownable synchronizers:

30

- None

31

32	"Signal Dispatcher" daemon prio= 10 tid= 0x01e47800 nid= 0x9b0 runnable [ 0x00000000

33

]

34	java.lang.Thread.State: RUNNABLE

35

36	Locked ownable synchronizers:

37

- None

38

39	"Finalizer" daemon prio= 8 tid= 0x01e40400 nid= 0x17d0 in Object.wait() [ 0x03f6f000

40

]

41	java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)

42	at java.lang.Object.wait(Native Method)

43	- waiting on < 0x23d51148 > (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)

44	at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(Unknown Source)

45	- locked < 0x23d51148 > (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)

46	at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(Unknown Source)

47	at java.lang.ref.Finalizer$FinalizerThread.run(Unknown Source)

48

49	Locked ownable synchronizers:

50

- None

51

52	"Reference Handler" daemon prio= 10 tid= 0x01e3b800 nid= 0x1064 in Object.wait() [

53	x03f1f000]

54	java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)

55	at java.lang.Object.wait(Native Method)

56	- waiting on < 0x23d51048 > (a java.lang.ref.Reference$Lock)

57	at java.lang.Object.wait(Object.java: 485 )

58	at java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run(Unknown Source)

59	- locked < 0x23d51048 > (a java.lang.ref.Reference$Lock)

60

61	Locked ownable synchronizers:

62

- None

63

64	"main" prio= 6 tid= 0x014f9400 nid= 0x1154 waiting on condition [ 0x001ff000 ]

65	java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping)

66	at java.lang.Thread.sleep(Native Method)

67	at inside.jvm.daemon.DaemonTest.main(DaemonTest.java: 21 )

68

69	Locked ownable synchronizers:

70

- None

71

72	"VM Thread" prio= 10 tid= 0x01dffc00 nid= 0xab8 runnable

73

74	"VM Periodic Task Thread" prio= 10 tid= 0x01e6f400 nid= 0xcd8 waiting on condition

3、通過jconsole

通過JDK自帶的JConsole也可以檢視JVM中的線程，如下圖：

各線程介紹

1. main線程

這個不用多解釋了，主線程，JVM建立的第一個線程，屬于非daemon線程；從jstack的結果可以看出，main線程通過Thread.sleep()而進入TIMED_WAITING狀态；

Reference Handler線程

JVM在建立main線程後就建立Reference Handler線程，其優先級最高，為10，它主要用于處理引用對象本身（軟引用、弱引用、虛引用）的垃圾回收問題；關于引用，可以參考Java:對象的強、軟、弱、虛引用這篇blog；

Finalizer線程

這個線程也是在main線程之後建立的，其優先級為8，主要用于在垃圾收集前，調用對象的finalize()方法；關于Finalizer線程的幾點：

1) 隻有當開始一輪垃圾收集時，才會開始調用finalize()方法；是以并不是所有對象的finalize()方法都會被執行；

2) 該線程也是daemon線程，是以如果虛拟機中沒有其他非daemon線程，不管該線程有沒有執行完finalize()方法，JVM也會退出；

3) JVM在垃圾收集時會将失去引用的對象包裝成Finalizer對象（Reference的實作），并放入ReferenceQueue，由Finalizer線程來處理；最後将該Finalizer對象的引用置為null，由垃圾收集器來回收；

4) JVM為什麼要單獨用一個線程來執行finalize()方法呢？如果JVM的垃圾收集線程自己來做，很有可能由于在finalize()方法中誤操作導緻GC線程停止或不可控，這對GC線程來說是一種災難；

Signal Dispatcher線程

該線程用于處理作業系統發送給的JVM信号；關于JVM信号處理可以參考Revelations on Java signal handling and termination這篇blog；

My Daemon Thread線程

這個就是在main線程裡建立出來的daemon線程；

Attach Listener線程

這個線程暫時還查不到相關的資料，了解的同學請跟貼回複一下，謝謝！

Low Memory Detector線程

網上查資料，說這個線程是負責對可使用記憶體進行檢測，如果發現可用記憶體低，配置設定新的記憶體空間；我有兩個疑問：

1) 在哪裡配置設定新的記憶體？

2) 這個線程什麼時候被建立的？代碼在哪？

C1 CompilerThread0線程

用來調用JITing，實時編譯裝卸class；

VM Thread、VM Periodic Task Thread線程

關于上面三個線程，我同樣存在以上兩個疑問；

希望牛人能指點一二，謝謝！