java21虚拟线程的使用以及适用场景

最新推荐文章于 2025-04-26 17:49:07 发布
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分类专栏： JAVA 文章标签： 开发语言 java 虚拟线程 java21
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前言

Java 的虚拟线程是作为 Project Loom 的一部分在 Java 19 中首次引入的，作为预览功能提供。随后在 Java 20 中再次以预览形式提供，并在 Java 21 中正式发布。

Java 19：首次引入虚拟线程作为预览功能。
Java 20：继续作为预览功能提供。
Java 21：虚拟线程成为 Java 的正式功能。

一、虚拟线程的简单介绍

java 21 中引入的虚拟线程（Virtual Threads）是 Project Loom 的一部分，旨在解决传统线程在处理高并发任务时的效率问题。虚拟线程与操作系统的线程不同，它们是由 JVM 管理的，因此创建和管理虚拟线程的开销远小于传统线程。这使得开发者可以轻松地创建大量线程以处理并发任务，而无需担心传统线程带来的性能和资源消耗问题。

二、引入虚拟线程的 Maven 依赖

1.引入库

确保你的项目使用的是 Java 21，并且已经配置了相应的构建工具（如 Maven、Gradle 等）。如果使用 Maven，你需要在 pom.xml 中配置 Java 21 作为编译器版本。

<properties>
    <maven.compiler.source>21</maven.compiler.source>
    <maven.compiler.target>21</maven.compiler.target>
</properties>

2.创建虚拟线程

Java 21 为虚拟线程提供了新的 API。你可以使用 Thread.ofVirtual().start() 方法来创建虚拟线程。

public class VirtualThreadExample {
   
    public static void main(String[] args
最低0.47元/天 解锁文章
Java-21推崇的虚拟线程到底有好快？一起来看这个实验
在技术的广袤天地里，本博客如精准罗盘。剖析前沿科技，深掘代码奥秘，以精炼笔触，带您穿越复杂技术迷宫，速达知识彼岸。
07-29 1070
与本地线程不同，虚拟线程并不有操作系统控制，虚拟线程是一个有JVM管理的用户态线程。对比于本地线程的高资源占用，每个虚拟线程只需要。是的，你没看错，运行近20秒后，直接内存崩溃了，要知道，我本机内存可是32G的物理机啊！没有对比就没有伤害，我们一起再来看看用原生线程池的效果，大家先不要着急看结果，先猜测下，下面这段代码会发生什么呢？，甚至可以创建一百万个，因为虚拟线程并不需要来自内核的系统调用。，例如本地线程变量，同步块，线程中断，等等。，只需要在需要的时候尽情创建虚拟线程就好。是的，你没看错，就只花了。
【Java虚拟线程】Java21、SpringBoot3中使用虚拟线程
m0_53928179的博客
03-17 1万+
最近有读取文件中数据的需求，且数据量百万至千万，普通的多线程读取方式还是很慢。遂想到Java21中虚拟线程，在网上学习了一圈，简单的在这里记一个笔记，方便日后查找。
Java 21 新特性：虚拟线程（Virtual Threads）
程序猿DD
09-28 653
在Java 21中，引入了虚拟线程（Virtual Threads）来简化和增强并发性，这使得在Java中编程并发程序更容易、更高效。，也称为“用户模式线程（user-mode threads）”或“纤程（fibers）”。该功能旨在简化并发编程并提供更好的可扩展性。虚拟线程是轻量级的，这意味着它们可以比传统线程创建更多数量，并且开销要少得多。这使得在自己的线程中运行单独任务或请求变得更加实用，即使在高吞吐量的程序中也是如此。
Java 21 新特性实战：虚拟线程（Virtual Threads）如何提升并发性能？
最新发布
qq_16226939的博客
04-26 1075
Java 21 虚拟线程（Virtual Threads）彻底改变了高并发编程！ 传统线程池受限于操作系统线程数，而虚拟线程由 JVM 轻量级管理，可创建百万级并发，显著提升 I/O 密集型应用性能。本文通过实战对比测试（10,000 任务），展示虚拟线程如何将执行时间从 50 秒优化到 1 秒，并解析适用场景与陷阱（如避免 synchronized）。无论你是开发微服务还是 Web 应用，虚拟线程都能简化代码，告别复杂异步编程！
Java21 虚拟线程
summer_fish的专栏
09-26 1704
虚拟线程是一种轻量化的线程封装，由jvm直接调度和管理。反之普通的线程其实是调用的操作系统的能力，对应的是操作系统级的线程。相对虚拟线程来说操作系统级的线程持有成本很高，而且受操作系统调度和管理的。实际在普通多线程情况下，如果出现IO阻塞，这个线程就必须得跟着阻塞，这个线程对应的操作系统就被阻塞，而他却持有大量的内存。另外，要处理大量的IO就得新建更多线程，而大量的线程会在操作系统切换时因上下文切换导致大量的CPU被浪费。
Java21虚拟线程完整用法
编码行者的博客
10-09 758
单个虚拟虚拟等待后会立刻执行其他任务，普通线程则会等待，线程设置成1个就能看出来了。
Java 21：虚拟线程介绍
pantouyuchiyu的博客
10-09 779
Java 21 版本更新中最重要的功能之一就是虚拟线程 (JEP 444)。这些轻量级线程减少了编写、维护和观察高吞吐量并发应用程序所需的工作量。
Java 21 虚拟线程详解
yuanmomoya的博客
02-07 1719
虚拟线程内存占用低：无需为每个虚拟线程分配一个独立的操作系统线程，降低了系统资源消耗。高效上下文切换：由 JVM 内部调度管理，不涉及昂贵的 OS 级别线程切换，能更好地应对高并发场景。简而言之，虚拟线程可看作是“任务（Task）”，它们运行在传统的操作系统线程之上，但在代码层面与常规线程使用方式完全一致。为了避免因无限制并发导致 OOM 或对下游系统产生巨大压力，可借助信号量（Semaphore）和阻塞队列实现自定义虚拟线程池。/*** 构造函数。
Java虚拟线程：揭开java虚拟线程的面纱
秃了也弱了
02-11 1211
在高并发编程领域，线程一直是一个关键的概念。传统的 Java 线程是对操作系统线程的一对一映射，这种实现方式虽然简单直观，但在面对现代高并发场景时却显得力不从心。每个线程都需要占用大量系统资源，且线程切换的开销较大，这严重限制了应用程序的扩展性。为了解决这个问题，一些编程语言采用了更轻量级的并发原语-协程。比如Go语言的goroutinePython的asyncio，它们都能以极低的资源消耗支持大规模并发。而在 Java 世界中，随着JDK 21的发布，虚拟线程（Virtual Thread）
JDK 21 虚拟线程与传统线程对比：优势、效率与应用场景
分享即是最好的学习
02-10 1469
对比JDK 21的虚拟线程与传统线程，分析其优势，如高并发、低资源消耗，并探讨虚拟线程的应用场景与优势。
JDK21 虚拟线程详解，
qq_42878320的博客
04-05 3336
Java 虚拟线程（Virtual Threads）是一种在 Java 虚拟机（JVM）内部实现的轻量级线程机制，旨在为 Java 应用程序提供高效、易用且高度可扩展的并发模型。
Java21 中的虚拟线程
梧桐树的博客
09-22 953
在以前的JDK中，Java的线程模型其实比较简单，在大多数操作系统中，主要采用的是基于轻量级进程实现的一对一的线程模型，简单来说就是每一个Java线程对应一个操作系统中的轻量级进程，这种线程模型中的线程创建、析构及同步等动作，都需要进行系统调用。而系统调用则需要在用户态（User Mode）和内核态（Kernel Mode）中来回切换，所以性能开销还是很大的。而新引入的虚拟线程，是JDK 实现的轻量级线程，他可以避免上下文切换带来的的额外耗费。
Java 21 神仙特性：虚拟线程使用指南（一）
Wayn111的博客
12-28 1563
针对虚拟线程的使用，相信大家心里已经有了答案。虚拟线程不同于平台线程，它非常廉价，Java 的设计者鼓励我们直接使用虚拟线程，而无需池化，也不必担心过多的虚拟现场会影响性能。事实上，虚拟现场就是为了解决同步阻塞 IO 对硬件的资源利用率不够高这一问题。
Java21新特性-虚拟线程
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听得到微笑的博客
12-17 1万+
是轻量级线程（类似于 Go 中的 “（Goroutine）”），可以减少编写、维护和调度高吞吐量并发应用程序的工作量。是可供调度的最小处理单元，它与其他类似的处理单元并发运行，并且在很大程度上是独立运行的。线程（）有两种，和。
虚拟线程使用场景
weixin_42020487的博客
01-11 531
与传统的操作系统线程（平台线程）相比，虚拟线程具有更低的内存开销和更高的调度效率，因此能够大幅提升高并发系统的性能和资源利用率。虚拟线程的优势主要体现在高并发、低资源占用以及减少上下文切换的开销。在分布式计算和任务调度系统中，虚拟线程能够有效地管理大量并发的计算任务，尤其是在任务执行过程包含大量等待（如I/O操作）时，虚拟线程可以大大提升任务的并发能力。虚拟线程可以用于大规模数据处理场景，在数据流处理和计算密集型任务中，虚拟线程可以帮助减少大量独立任务所需的线程数量，从而避免线程资源的浪费。
Java 21 虚拟线程
Reische的博客
12-30 948
针对虚拟线程的使用，相信大家心里已经有了答案。虚拟线程不同于平台线程，它非常廉价，Java 的设计者鼓励我们直接使用虚拟线程，而无需池化，也不必担心过多的虚拟现场会影响性能。
Java 21 虚拟线程的使用
02-26
<think>嗯，我现在要了解一下Java 21里的虚拟线程怎么用。之前听说过虚拟线程是Java的一个新特性，属于Project Loom的一部分，对吧？那它和传统的平台线程有什么不同呢？虚拟线程应该更轻量级，适合高并发的场景。 首先，我需要知道如何创建虚拟线程。Java 21引入了新的API，可能是在java.lang.Thread类里增加了新的方法，比如Thread.startVirtualThread(Runnable)，或者使用ExecutorService？比如Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()，这样可能更方便管理。 然后，虚拟线程的启动方式可能和普通线程类似，但底层是由JVM管理的，可能更高效。比如，虚拟线程在遇到阻塞操作时会自动挂起，释放底层载体线程，这样就能处理更多并发任务，而不会像平台线程那样消耗太多资源。 不过，虚拟线程的使用有没有需要注意的地方呢？比如，不能随便使用线程局部变量（ThreadLocal），或者同步块可能导致的问题。因为虚拟线程可能会被挂起并在不同的载体线程上恢复，如果使用synchronized同步，可能会阻塞载体线程，影响性能。所以推荐使用ReentrantLock来代替synchronized，这样更灵活，不会导致载体线程被阻塞。 另外，虚拟线程适合处理大量IO密集型任务，比如处理HTTP请求、数据库操作等，这些场景中线程经常需要等待，而虚拟线程可以高效地管理这些等待时间，提高吞吐量。但对于计算密集型任务，虚拟线程可能不会有太大优势，因为计算任务会长时间占用CPU，这时候还是需要平台线程来处理。 举个例子，假设我要处理10000个HTTP请求，每个请求都要等待响应。如果用传统线程，创建这么多线程会导致资源耗尽，而虚拟线程则可以轻松创建这么多，因为它们的开销很小。使用方式可能是用ExecutorService执行每个任务，每个任务在一个虚拟线程中运行。 那具体代码怎么写呢？比如用Thread.ofVirtual().start(() -> {...})，或者用try-with-resources的ExecutorService，自动关闭。然后要注意异常处理，虚拟线程中的异常会不会被正确捕获？应该和普通线程一样，可以用UncaughtExceptionHandler来处理。 还有，调试和监控虚拟线程会不会有问题？可能需要新的工具或者JDK提供的诊断工具来观察虚拟线程的状态。比如，jconsole或者jstack的输出可能会有不同的显示方式，区分虚拟线程和平台线程。 总之，虚拟线程的主要优点是减少内存消耗，提高并发量，简化高并发应用的编写。使用时需要注意避免在同步块中使用，合理管理资源，适用于IO密集型任务。代码示例可能像这样： ExecutorService executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor(); executor.submit(() -> { // 执行IO操作 }); 或者直接启动虚拟线程： Thread.startVirtualThread(() -> { // 任务代码 }); 不过，正确管理生命周期还是用ExecutorService比较好，避免手动管理线程带来的问题。另外，虚拟线程的线程池其实并不是传统意义上的池，因为每个任务都分配一个新虚拟线程，不需要池化复用，因为创建成本低。 可能还有一些限制，比如不能设置虚拟线程的优先级，或者守护线程属性，可能和普通线程不同。需要查阅Java 21的文档确认这些细节。</think>Java 21 引入了**虚拟线程（Virtual Threads）**，这是 Project Loom 的重要成果，旨在简化高并发应用的开发，显著提升吞吐量，同时保持与现有代码的兼容性。以下是虚拟线程的核心概念、用法及示例： --- ### **虚拟线程 vs 平台线程** - **平台线程（传统线程）**：依赖操作系统线程，创建和切换成本高，数量有限（通常数百个）。 - **虚拟线程**：由 JVM 管理，轻量级（内存开销约 1KB），可创建数百万个。在阻塞操作（如 I/O）时自动挂起，释放底层载体线程（平台线程），避免资源浪费。 --- ### **使用场景** - **I/O 密集型任务**：如 HTTP 请求、数据库调用、文件读写等。 - **高并发服务**：如 Web 服务器、微服务等。 - **不适用场景**：计算密集型任务（需大量 CPU，虚拟线程无优势）。 --- ### **创建虚拟线程** #### 方法 1：直接启动 ```java Thread.startVirtualThread(() -> { System.out.println("Hello, Virtual Thread!"); }); ``` #### 方法 2：使用 `Thread.Builder` ```java Thread virtualThread = Thread.ofVirtual() .name("my-virtual-thread") .start(() -> { System.out.println("Named virtual thread running."); }); ``` #### 方法 3：通过 `ExecutorService`（推荐） ```java try (var executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) { executor.submit(() -> { System.out.println("Task 1 running in virtual thread"); }); executor.submit(() -> { System.out.println("Task 2 running in virtual thread"); }); } // 自动关闭 ExecutorService ``` --- ### **关键注意事项** 1. **避免 `synchronized` 同步块** 使用 `ReentrantLock` 替代，防止阻塞载体线程： ```java private final Lock lock = new ReentrantLock(); void safeMethod() { lock.lock(); try { // 临界区 } finally { lock.unlock(); } } ``` 2. **谨慎使用 `ThreadLocal`** 虚拟线程支持 `ThreadLocal`，但大量使用可能导致内存泄漏（因虚拟线程数量庞大）。 3. **异常处理** 通过 `UncaughtExceptionHandler` 捕获异常： ```java Thread virtualThread = Thread.ofVirtual() .uncaughtExceptionHandler((t, e) -> { System.err.println("Exception in thread " + t + ": " + e); }) .start(() -> { /* ... */ }); ``` --- ### **性能优势示例** 处理 10,000 个并发 HTTP 请求： ```java try (var executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) { IntStream.range(0, 10_000).forEach(i -> { executor.submit(() -> { // 模拟 HTTP 请求（阻塞操作由虚拟线程高效处理） String result = HttpClient.newHttpClient().send( HttpRequest.newBuilder(URI.create("https://example.com")).build(), HttpResponse.BodyHandlers.ofString() ).body(); System.out.println("Request " + i + " completed"); }); }); } ``` 此代码可轻松创建大量虚拟线程，而传统线程池会因资源不足崩溃。 --- ### **调试与监控** - **JVM 工具**：使用 `jcmd`、`jconsole` 或 JDK Flight Recorder 观察虚拟线程状态。 - **线程转储**：虚拟线程在转储中以普通线程形式显示，但带有标识（如 `VirtualThread@name`）。 --- ### **总结** Java 21 虚拟线程通过轻量级并发模型，显著提升了高并发应用的资源利用率和开发体验。关键点： - 使用 `Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()` 简化管理。 - 避免 `synchronized`，改用 `ReentrantLock`。 - 适用于 I/O 密集型场景，结合异步 API 效果更佳。
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