JDK 21虚拟线程

1. 什么是虚拟线程

虚拟线程是 JDK 19 引入预览（Preview），JDK 21 正式 GA（General Availability） 的重大特性之一。
它属于 Project Loom，旨在解决 Java 传统线程（基于 OS 内核线程）的高内存和高调度开销问题。

• 传统线程：每个线程绑定一个操作系统线程（1:1 映射），受限于内存和内核调度。一般几千个就可能瓶颈。
• 虚拟线程：由 JVM 管理和调度，不再与操作系统线程一一绑定，而是 成千上万的虚拟线程复用少量 OS 线程（Carrier Threads）。

可以理解为：

• 传统线程 = “笨重卡车”
• 虚拟线程 = “轻便小车”，几百万个也没问题。

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2. 虚拟线程的特点

1. 极轻量
   一个虚拟线程的内存消耗只有几 KB，可以创建数百万个。
2. 无需线程池
   在 JDK 21 中，虚拟线程基本替代了传统的 ThreadPoolExecutor 模式，不需要为了避免线程爆炸而写复杂的线程池代码。
3. 兼容阻塞式 API
   虚拟线程支持 Blocking I/O，调用 Socket、JDBC 等阻塞 API 时不会阻塞底层的 OS 线程，而是把虚拟线程挂起，JVM 调度其它虚拟线程继续运行。
4. 调度器是 ForkJoinPool（默认）
   虚拟线程默认由一个全局的 ForkJoinPool 作为调度器（类似 Go 的调度模型）。

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3. 使用示例（JDK 21）

创建虚拟线程

public class VirtualThreadDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 方式1：直接启动虚拟线程
        Thread vThread = Thread.ofVirtual().start(() -> {
            System.out.println("Hello from Virtual Thread: " + Thread.currentThread());
        });
        vThread.join();

        // 方式2：ExecutorService 管理虚拟线程
        try (var executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                int taskId = i;
                executor.submit(() -> {
                    System.out.println("Task " + taskId + " running in " + Thread.currentThread());
                    Thread.sleep(1000); // 不会阻塞底层 OS 线程
                    return taskId;
                });
            }
        }
    }
}

输出类似：

Task 0 running in VirtualThread[#25]/runnable
Task 1 running in VirtualThread[#26]/runnable
...

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4. 使用场景

• 高并发 IO 密集型系统（Web 服务、RPC 调用、消息处理）
• 数据库/JDBC 调用（无需切换成异步驱动，也能提升性能）
• 爬虫、任务调度系统（百万级任务并发）

不太适合：

• 大量 CPU 密集型任务（会占用调度器 OS 线程，虚拟线程失去意义）。

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5. 与其他异步方案对比

技术	模型	缺点	优点
线程池 + Future	传统阻塞线程	线程数有限，复杂度高	简单、成熟
CompletableFuture	回调 + 线程池	可读性差，回调地狱	适合并行计算
Reactive (Reactor/ RxJava)	事件驱动（响应式）	学习曲线陡峭，生态不统一	高性能 IO
虚拟线程 (JDK21)	阻塞式写法 + 虚拟调度	需要 JDK21+	性能高，开发简单，未来趋势

虚拟线程 = 阻塞式 API 的“异步化”升级方案，不需要学习新编程模型。

6. 总结

• JDK 21 的 虚拟线程 = “轻量级线程”，让 Java 程序可轻松创建百万级并发。
• 对 IO 密集型应用是颠覆性提升，几乎消除了传统“线程池 + 回调”的复杂性。
• 编程模型保持同步写法，易于迁移和维护。