Java 執行緒調度實戰：join、守護執行緒與生命週期完整指南

執行緒生命週期四大狀態

1. 新建：new Thread()，未獲資源，非 alive。
2. 可執行：呼叫 start()，進入排程佇列，等待 CPU。
3. 阻塞/等待：sleep()、wait()、I/O 等待，釋放 CPU。
4. 終止：run() 結束或異常中止，不可重啟。

等待執行緒結束：join() vs isAlive()

方式一：isAlive() + sleep() 輪詢（不推薦）

t1.start();
while (t1.isAlive()) {
    Thread.sleep(100); // 主執行緒休眠
}
t2.start(); // t1 結束後再啟動 t2

缺點：忙碌等待、精度受 sleep 影響、程式碼冗長。

方式二：join() 方法（標準作法）

t1.start();
try {
    t1.join(); // 當前執行緒等待 t1 結束
} catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
}
t2.start();

• join()、join(long ms)、join(long ms, int ns) 支援超時。
• 底層以 wait() 實作，被中斷會拋 InterruptedException。

守護執行緒：後台服務角色

• setDaemon(true) 標記為守護執行緒（需在 start() 前呼叫）。
• JVM 僅在所有使用者執行緒結束後才關閉，守護執行緒會被強制終止。
• 典型用途：GC、記憶體監控、定時清理、日誌寫入等輔助任務。

範例：主程式結束自動停止守護執行緒

class DaemonTask extends Thread {
    public void run() {
        for (int i=0; i<100; i++) {
            System.out.println("Daemon running: " + i);
            try { Thread.sleep(200); } catch (InterruptedException e) {}
        }
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        DaemonTask dt = new DaemonTask();
        dt.setDaemon(true); // 設為守護執行緒
        dt.start();
        System.out.println("Main thread ends."); // 主執行緒結束，JVM 關閉，Daemon 立即停止
    }
}

yield() 與 sleep() 讓出 CPU

注意：同步區塊中避免呼叫 yield()，否則持有鎖導致其他執行緒飢餓。

最佳實務彙整

• 用 join() 等待執行緒，而非輪詢 isAlive()。
• 輔助性背景任務設為 Daemon，避免阻塞 JVM 關閉。
• 優先使用 ExecutorService（java.util.concurrent）管理執行緒池，手動管理 Thread 僅用於教學或極簡場景。
• 避免在 run() 直接處理複雜邏輯，採用 Runnable/Callable 分離任務與執行機制。