JVM线程知多少

本文已在黄金档上发表，原文链接：http://www.goldendoc.org/2011/11/jvm-thread/

两个问题

1. 什么是守护线程？守护线程与非守护线程有什么区别？其应用场景有哪些？
2. 一个简单的Java程序，启动后JVM创建了哪些线程，它们的作用是什么？

熟悉上面两个问题的同学可以绕过了，不太熟的同学可以继续往下看，哈哈！

守护线程

守护线程，又叫Daemon线程，它有以下几个特点：

1. 守护线程通常由虚拟机自己使用，比如垃圾收集器的线程；
2. Java程序可以把它任何创建的线程标记为守护线程；但必须在线程运行前设置；
3. Java初始线程(即开始于main方法的线程)是非守护线程；
4. 只要还有任何非守护线程在运行，那么这个Java程序也在运行，即这个JVM实例还存活着；当JVM中的所有非守护线程都终止时，JVM实例将自动退出；

看下面这个例子：

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 = 0; 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 = 0;

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

}

主线程在创建一个Daemon线程后，循环10次结束；此时JVM中没有任何非Daemon线程，因此JVM将自动退出，其结果是导致创建的Daemon线程没有执行完既定任务就被迫终止了；程序结果如下：

1	Main thread: 0

2	========= Daemon thread: 0

3	========= Daemon thread: 1

4	Main thread: 1

5	Main thread: 2

6

......

7	Main thread: 9

8	========= Daemon thread: 10

结论：不要将业务逻辑封装在Daemon线程中执行，否则结果会不稳定；

JVM中的线程

上面例子中，虚拟机在启动后，一共创建了多少个线程呢？不用猜，我们通过程序或工具来看；

1、通过程序

代码如下：

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

}

上面的代码先取得所有的线程，然后依次打印其线程Id、线程名和优先级，结果如下：

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、通过jstack

通过jstack -l pid，可以得到如下栈信息：

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

0]

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() [0

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、通过jconsole
通过JDK自带的JConsole也可以查看JVM中的线程，如下图：

各线程介绍

1. main线程

这个不用多解释了，主线程，JVM创建的第一个线程，属于非daemon线程；从jstack的结果可以看出，main线程通过Thread.sleep()而进入TIMED_WAITING状态；

2. Reference Handler线程

JVM在创建main线程后就创建Reference Handler线程，其优先级最高，为10，它主要用于处理引用对象本身（软引用、弱引用、虚引用）的垃圾回收问题；关于引用，可以参考Java:对象的强、软、弱、虚引用这篇blog；

3. Finalizer线程

这个线程也是在main线程之后创建的，其优先级为8，主要用于在垃圾收集前，调用对象的finalize()方法；关于Finalizer线程的几点：
1) 只有当开始一轮垃圾收集时，才会开始调用finalize()方法；因此并不是所有对象的finalize()方法都会被执行；
2) 该线程也是daemon线程，因此如果虚拟机中没有其他非daemon线程，不管该线程有没有执行完finalize()方法，JVM也会退出；
3) JVM在垃圾收集时会将失去引用的对象包装成Finalizer对象（Reference的实现），并放入ReferenceQueue，由Finalizer线程来处理；最后将该Finalizer对象的引用置为null，由垃圾收集器来回收；
4) JVM为什么要单独用一个线程来执行finalize()方法呢？如果JVM的垃圾收集线程自己来做，很有可能由于在finalize()方法中误操作导致GC线程停止或不可控，这对GC线程来说是一种灾难；

4. Signal Dispatcher线程

该线程用于处理操作系统发送给的JVM信号；关于JVM信号处理可以参考Revelations on Java signal handling and termination这篇blog；

5. My Daemon Thread线程

这个就是在main线程里创建出来的daemon线程；

6. Attach Listener线程

这个线程暂时还查不到相关的资料，了解的同学请跟贴回复一下，谢谢！

7. Low Memory Detector线程

网上查资料，说这个线程是负责对可使用内存进行检测，如果发现可用内存低，分配新的内存空间；我有两个疑问：
1) 在哪里分配新的内存？
2) 这个线程什么时候被创建的？代码在哪？

8. C1 CompilerThread0线程

用来调用JITing，实时编译装卸class；

9. VM Thread、VM Periodic Task Thread线程

关于上面三个线程，我同样存在以上两个疑问；

希望牛人能指点一二，谢谢！

评论

1 楼 diecui1202 2012-01-09  

Attach Listener这个应该是HotSpot的动态添加代理的特性搞出来的，是它自有的。可以动态的将一个Agent附加到一个正在运行的JVM上。

具体内容参见http://openjdk.java.net/groups/hotspot/docs/Serviceability.html，在其中搜索“Dynamic Attach”