谈谈守护线程？扫描生僻知识点！

一、守护线程基础认知

1.1 守护线程本质

守护线程（Daemon Thread）是JVM中的特殊线程类型，其生命周期与主线程绑定。当所有用户线程（非守护线程）结束时，无论守护线程是否执行完毕，JVM都会立即终止所有守护线程。

关键特征对比：

特性	用户线程	守护线程
阻止JVM退出	✅	❌
默认继承父线程属性	✅	✅
适合执行关键任务	✅	❌
自动清理机制	❌	✅

1.2 Spring Boot中的守护线程

在Spring Boot应用中，通过ThreadPoolTaskExecutor可快速创建守护线程池：

@Bean("daemonExecutor")
public ExecutorService daemonExecutor() {
    ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
    executor.setCorePoolSize(5);
    executor.setMaxPoolSize(10);
    executor.setThreadNamePrefix("Daemon-");
    executor.setDaemon(true);  // 关键配置
    executor.initialize();
    return executor;
}

---

二、典型业务场景深度剖析

2.1 实时监控告警系统

业务背景：电商大促期间需要实时监控服务器CPU/内存指标，当超过阈值时触发告警，但监控任务本身不能影响主业务系统的正常关闭。

守护线程作用：

@Component
public class HealthMonitor {
    @Autowired
    private ExecutorService daemonExecutor;

    @PostConstruct
    public void startMonitoring() {
        daemonExecutor.submit(() -> {
            while (true) {
                double cpuUsage = getCpuUsage();
                if (cpuUsage > 90.0) {
                    alertService.sendAlert("CPU过载警告！当前使用率：" + cpuUsage + "%");
                }
                TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
            }
        });
    }
}

关键性体现：当主应用正常关闭时，监控线程自动终止，避免产生"僵尸监控进程"干扰运维操作

2.2 分布式锁心跳续约

业务背景：在使用Redis实现分布式锁时，需要后台线程定期续约锁有效期，但必须确保应用崩溃时锁能自动释放。

守护线程方案：

public class DistributedLock {
    private final ExecutorService renewExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor(r -> {
        Thread t = new Thread(r);
        t.setDaemon(true);  // 设置为守护线程
        t.setName("LockRenewer");
        return t;
    });

    public void acquireLock(String lockKey) {
        // 获取锁逻辑...
        startRenewTask(lockKey);
    }

    private void startRenewTask(String lockKey) {
        renewExecutor.submit(() -> {
            while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
                redisTemplate.expire(lockKey, 30, TimeUnit.SECONDS);
                TimeUnit.SECONDS.sleep(10);
            }
        });
    }
}

关键性体现：当持有锁的应用实例意外终止时，守护线程自动停止续约，确保锁能按TTL自动释放，避免死锁

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三、生产环境注意事项

3.1 资源泄漏防护

问题案例：文件处理守护线程未正确关闭IO流

// 错误示例
daemonExecutor.submit(() -> {
    FileInputStream fis = new FileInputStream("data.log");
    // 处理文件...
});

// 正确做法
daemonExecutor.submit(() -> {
    try (FileInputStream fis = new FileInputStream("data.log")) {
        // 使用try-with-resources自动关闭
        processFile(fis);
    } catch (IOException e) {
        log.error("文件处理异常", e);
    }
});

3.2 事务上下文管理

Spring事务传播：

@Transactional
public void processOrder(Order order) {
    daemonExecutor.submit(() -> {
        // 此处无法继承事务上下文！
        inventoryService.deductStock(order); // 可能抛出异常导致数据不一致
    });
}

// 解决方案：手动传递事务管理器
@Autowired
private PlatformTransactionManager transactionManager;

daemonExecutor.submit(() -> {
    TransactionTemplate template = new TransactionTemplate(transactionManager);
    template.execute(status -> {
        inventoryService.deductStock(order);
        return null;
    });
});

3.3 优雅停机策略

Spring Boot停机钩子：

@PreDestroy
public void gracefulShutdown() {
    log.info("开始关闭守护线程池...");
    daemonExecutor.shutdown();
    
    try {
        if (!daemonExecutor.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS)) {
            List<Runnable> droppedTasks = daemonExecutor.shutdownNow();
            log.warn("强制关闭，丢弃{}个任务", droppedTasks.size());
        }
    } catch (InterruptedException e) {
        Thread.currentThread().interrupt();
    }
}

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四、最佳实践路线图

4.1 配置规范

spring:
  task:
    execution:
      daemon-pool:
        core-size: 5
        max-size: 10
        keep-alive: 60s
        queue-capacity: 1000
        thread-name-prefix: AppDaemon-

4.2 监控指标

集成Micrometer监控：

@Bean
public MeterBinder daemonThreadMetrics(ExecutorService daemonExecutor) {
    return registry -> {
        ThreadPoolTaskExecutor executor = (ThreadPoolTaskExecutor) daemonExecutor;
        Gauge.builder("app.daemon.active_threads", executor::getActiveCount)
             .description("活跃守护线程数")
             .register(registry);
    };
}

4.3 熔断策略

@Bean
public CircuitBreaker daemonCircuitBreaker() {
    return CircuitBreaker.ofDefaults("daemonCB");
}

daemonExecutor.submit(() -> {
    circuitBreaker.executeRunnable(() -> {
        criticalOperation();
    });
});

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五、决策树：何时使用守护线程？

graph TD
    A[需要后台执行的非关键任务?] -->|是| B{任务是否必须完成?}
    A -->|否| C[使用用户线程]
    B -->|否| D[使用守护线程]
    B -->|是| E[考虑持久化队列+用户线程]
    D --> F[需要自动清理?]
    F -->|是| G[适合守护线程]
    F -->|否| H[重新评估设计]

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终极建议：
守护线程最适合处理非关键的辅助性任务，在Spring Cloud微服务架构中，建议将关键后台任务抽离为独立Job服务，而非守护线程。对于必须使用守护线程的场景，务必建立完善的监控告警体系，并通过混沌工程验证异常场景下的系统行为。