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打破并发瓶颈：虚拟线程实现详解与传统线程模型的性能对比

ops 2025/7/14 9:13:49

一、定义与特性

二、虚拟线程实现

2.1 使用 Thread.startVirtualThread() 创建

2.2 使用 Thread.ofVirtual() 创建

2.3 使用 ThreadFactory 创建

2.4 使用 Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()创建

三、虚拟线程和普通线程的区别

3.1 线程管理方式不同

3.2 创建成本不同

3.3 并发编程模型的简化

3.4 阻塞操作的影响

一、定义与特性

定义：

（1）虚拟线程是Java19提出来的一个概念，Java19提供特性预览，开放实装是Java21。

（2）虚拟线程是一种由JVM而非操作系统直接管理的线程。它独立于操作系统。虚拟线程是依附于主线程的，如果主线程销毁了，虚拟线程也不复存在。

特性（优点）：

        1.轻量级：虚拟线程的创建和销毁代价极低，与传统线程相比内存占用少。

        2.高并发：支持数百万级别的并发进程，不会因线程数量限制系统性能。

        3.与传统线程兼容：完全兼容现有的线程API，无需修改代码即可引入虚拟线程。

缺点：

1.不适用于计算密集型任务：虚拟线程适用于I/O密集型任务，但不适用于计算密集型任务，因为密集型计算始终需要CPU资源作为支持。

2.与某些第三方库不兼容。

二、虚拟线程实现

虚拟线程的使用和普通线程几乎一样，唯一的区别在于创建虚拟线程只能通过特定的方法。

在SpringBoot中使用虚拟线程要求SpringBoot的版本最低是 3.x ，JDK的版本不能低于21

2.1 使用 `Thread.startVirtualThread()` 创建

直接通过Thread静态方法创建，该方式无法指定线程名称，线程名称默认为:null

    @Testvoid testVirtualThread4() {Thread.startVirtualThread(() -> System.out.printf("线程ID：%s - 任务执行完成", Thread.currentThread().threadId())) ;}

2.2 使用 `Thread.ofVirtual()` 创建

ofVirtual()方法创建的虚拟线程默认是自动执行的，可创建不自动启动的线程，手动执行。

    @Testvoid testVirtualThread2() {// 创建虚拟线程并自动执行Thread.Builder.OfVirtual virtual = Thread.ofVirtual().name("pack1");virtual.start(() -> System.out.printf("%s - VirtualThread1自动执行任务完成\n", Thread.currentThread().getName()));// 创建不自动启动的线程Thread thread = virtual.unstarted(() -> System.out.printf("%s - VirtualThread1手动执行任务完成\n", Thread.currentThread().getName()));// 手动启动虚拟线程thread.start();}

2.3 使用 `ThreadFactory`创建

    @Testvoid testVirtualThread3() {ThreadFactory threadFactory = Thread.ofVirtual().name("threadFactory").factory();threadFactory.newThread(() -> System.out.printf("%s - 通过工厂创建执行任务完成", Thread.currentThread().getName())).start();}

2.4 使用 `Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()`创建

创建一个执行器，为每个任务启动一个新的虚拟线程

    @Testvoid testVirtualThread1() {try (var executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {IntStream.range(0, 10_000).forEach(i -> executor.submit(() -> {Thread.sleep(Duration.ofSeconds(1));System.out.println(STR."task: \{i}");return i;}));}}