JDK21新特性之虚拟线程

最新推荐文章于 2025-03-11 11:28:52 发布

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分类专栏： Java 文章标签： java 虚拟线程协程

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背景

我们在Java中经常使用的线程叫做平台线程（Platform Threads）它与操作系统内核空间中的线程对应，它由操作系统进行管理，可创建最大数量受限于操作系统。

在Linux中可以通过cat /proc/sys/kernel/threads-max命令查看操作系统单个进程支持最大线程数量。

在高并发应用中，我们常使用多线程来提高程序处理效率，当线程创建数量达到瓶颈便无法处理更多的请求。线程的管理开销较高，需要CPU频繁切换时间片，而我们池化后也只能解决线程创建和销毁的开销，并不能创建更多的线程数量，也无法解决频繁切换线程开销的问题。

什么是虚拟线程？

虚拟线程（Virtual Threads）也就是其他语言中的协程。例如：Python中的coroutine，GoLang中的goroutine。

为什么要使用虚拟线程？

虚拟线程是以平台线程为载体的轻量级线程，它运行在用户空间内由JVM管理，占用空间更小，同时也能减少线程切换的开销，支持创建更多的虚拟线程，支持更多的并发量，提高性能。可以更有效的利用资源，降低运营成本。

如何创建一个虚拟线程？

方式一

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

		// 创建一个平台线程
        Thread.ofPlatform().start(()->{
            System.out.println("pt="+Thread.currentThread());
        });

		// 创建一个虚拟线程
        Thread vt = Thread.ofVirtual().start(() -> {
            System.out.println("vt="+Thread.currentThread());
        });

        // 等待虚拟线程执行完毕,再退出主程序
        vt.join();
        //或使用效果一样 new CountDownLatch(1).await(2, TimeUnit.SECONDS);
    }
}

运行结果：

pt=Thread[#21,Thread-0,5,main]
vt=VirtualThread[#22]/runnable@ForkJoinPool-1-worker-1
vt2=VirtualThread[#24]/runnable@ForkJoinPool-1-worker-2

其中虚拟线程 VirtualThread[#22] 运行在平台线程worker-1中，worker-1 是ForkJoinPool-1线程池中的线程。

方式二：通过线程池的方式创建虚拟线程

      @Test
    public void testVtExecutor() throws InterruptedException {
        var max = 1_000_000;
        // 创建一个计时器
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(max);
        // 统计平台线程
        Set<String> ptNames = ConcurrentHashMap.newKeySet();
        // 虚拟线程池
        ExecutorService executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor();
        // 创建100万个虚拟线程
        IntStream.range(0, max).forEach(i ->{
            executor.submit(() -> {
                // 计时器减1
                latch.countDown();
                // 每个虚拟线程 睡眠1秒并统计平台线程名称
                Thread.sleep(Duration.ofSeconds(1));
                ptNames.add(Thread.currentThread().toString().split("@")[1]);// VirtualThread[#9297]/runnable@ForkJoinPool-1-worker-12
                return i;// callable抛出异常
            });
        });
        // 等待统计结果
        latch.await();
        // 打印
        System.out.println("ptNames.size=" + ptNames.size());
    }