Java 虚拟线程是 Java 19 中引入的一项新功能,允许开发人员创建轻量级线程,也称为纤程或者协程。这可以提高 Java 应用程序的可伸缩性和效率,特别是那些需要处理大量客户端连接或并发请求的应用程序。
虚拟线程是使用一种称为 Continuation Passing Style,简称 CPS 的技术来实现的。CPS 是一种编程范例,其涉及在代码的不同部分之间传递程序的控制流,而不是依赖于中央执行线程。这允许比传统线程更有效地创建和管理虚拟线程。你可以通过本文了解更多细节。
虚拟线程在几个方面与传统的 Java 线程不同。首先,它们是使用一个名为 VirtualThreadFactory 的新 API 创建的,该 API 为管理和调度虚拟线程提供了一个简化的接口。其次,与传统线程相比,虚拟线程的内存开销要低得多,这使得创建更多的线程而不会耗尽系统资源成为可能。最后,它们被设计为与现有的 Java 代码无缝衔接地工作,因此开发人员可以开始使用虚拟线程,而不必重写整个应用程序。
若要创建虚拟线程,可以使用 VirtualThreadFactory 类,该类提供了几种用于创建具有不同特征的虚拟线程的工厂方法。例如,你可以创建一个执行 Runnable 或 Callable 任务的虚拟线程,或者创建一个无限期运行直到显式停止的虚拟线程。
下面是如何创建虚拟线程的示例:
VirtualThreadFactory factory = VirtualThreadFactory.builder().user(false).daemon(true).build();
VirtualThread thread = factory.newThread(() -> {
System.out.println("Hello, world!");
});
thread.start();
在这个例子中,我们创建了一个新的虚拟线程工厂,它产生守护进程线程(即,在后台运行并且不会阻止 JVM 关闭的线程),然后使用它创建一个新的虚拟线程,该线程打印Hello,world到控制台。
虚拟线程比传统线程有很多优点,但也有一些缺点。例如,它们可能不适合需要对线程调度或同步进行细粒度控制的应用程序,并且它们可能无法与依赖传统线程的第三方库很好地配合使用。尽管如此,Java 虚拟线程代表了 Java 并发性的一个令人兴奋的新发展,它可能会对开发人员在未来几年编写并发代码的方式产生重大影响。
要在 Java 中创建虚拟线程,可以使用 java.lang
包中提供的 VirtualThreadFactory
类。以下是创建虚拟线程的基本步骤:
VirtualThreadFactory.builder()
方法创建 VirtualThreadFactory
类的实例VirtualThreadFactory
的 newThread()
方法创建一个新的虚拟线程。此方法接受一个 Runnable
或 Callable
对象,该对象指定线程要执行的任务start()
方法开始执行下面是一个如何使用 VirtualThreadFactory
类创建虚拟线程的示例:
VirtualThreadFactory factory = VirtualThreadFactory.builder()
.user(false)
.daemon(true)
.namePrefix("MyVirtualThread")
.build();
VirtualThread virtualThread = factory.newThread(() -> {
// 做点什么事情吧,为了更好的明天!
});
virtualThread.start();
在上面的 Demo 中,我们使用 builder 方法创建了一个带有几个选项的 VirtualThreadFactory
实例。然后,我们使用工厂的 newThread()
方法创建一个新的虚拟线程,并传递一个 lambda 表达式,该表达式定义了线程要执行的代码。最后,我们调用虚拟线程的 start()
方法来开始执行。
请注意,虚拟线程的内存占用比常规线程小得多,因此你可以创建更多的虚拟线程,而不会耗尽系统资源。但是,用户仍然应该注意应用程序中的线程总数,并确保没有创建太多线程,否则会导致争用和性能降低。
Java 虚拟线程(JVT)提供了几个优于传统 Java 线程的优点。以下是一些主要优势:
虽然 Java 虚拟线程(JVT)提供了一些优点,但它们也有一些开发人员应该注意的潜在缺点。以下是一些主要的缺点:
Java 虚拟线程(JVT)可以对某些类型的应用程序的性能产生积极的影响,但其影响可能会因特定的用例而异。以下是可能影响虚拟线程性能的一些因素:
总的来说,虚拟线程的性能影响将取决于特定的用例和正在执行的任务的性质。开发人员在决定是否在应用程序中使用虚拟线程之前,应该仔细评估虚拟线程的潜在好处和利弊。通常,虚拟线程可以为具有许多小任务或 I/O 操作的应用程序提供显著的性能提升,但可能不会为具有长时间运行任务或高度同步的应用程序提供同样多的好处。
Java 虚拟线程是 Java 编程语言中一个相对较新的特性,它提供了一种管理轻量级线程的有效方法。它们被设计成比传统线程更高效,传统线程可能相对较重并且可能消耗大量资源。
虚拟线程可用于扩展 Java 应用程序中的线程数量,而不会产生与传统线程相关的开销。这使得它们对于需要处理大量并发连接的应用程序特别有用。
此外,虚拟线程可用于简化异步代码的开发,使用传统线程可能难以编写和维护异步代码。虚拟线程使编写异步执行的代码变得更容易,而不会牺牲性能。
Java 虚拟线程是 Java 编程语言中一个很有前途的发展,随着越来越多的开发人员熟悉它们并开始在应用程序中使用它们,它们可能会变得越来越流行。