Project Loom de Java : révolutionner la concurrence avec des threads virtuels et des tâches structurées

Le projet Loom bouleverse le monde Java et je suis ravi de partager ce que j'ai appris à ce sujet. Cet ajout révolutionnaire à Java vise à rendre la programmation simultanée plus facile et plus efficace.

À la base, Project Loom introduit des fils de discussion virtuels. Il s'agit de threads légers qui ne correspondent pas directement aux threads du système d'exploitation, ce qui nous permet d'en créer des millions sans transpirer. Cela change la donne pour la gestion de nombreuses opérations simultanées, en particulier dans les applications gourmandes en E/S.

Plongeons dans un peu de code pour voir comment nous pouvons créer et utiliser des threads virtuels :

Runnable task = () -> {
    System.out.println("Hello from a virtual thread!");
};

Thread vThread = Thread.startVirtualThread(task);
vThread.join();

C'est aussi simple que ça ! Nous pouvons créer des fils de discussion virtuels tout comme les fils de discussion ordinaires, mais ils sont beaucoup plus économes en ressources.

L'une des choses les plus intéressantes de Loom est la concurrence structurée. Ce concept nous aide à gérer plus facilement le cycle de vie des tâches associées. Voici un exemple :

try (var scope = new StructuredTaskScope.ShutdownOnFailure()) {
    Future<String> user = scope.fork(() -> fetchUser());
    Future<List<Order>> orders = scope.fork(() -> fetchOrders());

    scope.join();
    scope.throwIfFailed();

    processUserAndOrders(user.resultNow(), orders.resultNow());
}

Dans ce code, nous utilisons un StructuredTaskScope pour gérer deux tâches liées. Si l’une ou l’autre des tâches échoue, l’étendue arrêtera toutes les tâches. Cela rend la gestion des erreurs et l’annulation beaucoup plus propres.

Maintenant, vous vous demandez peut-être comment refactoriser le code existant pour utiliser ces nouvelles fonctionnalités. La bonne nouvelle est que dans de nombreux cas, c'est assez simple. Si vous utilisez ExecutorService, vous pouvez souvent le remplacer par Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor(). Cela utilisera des threads virtuels au lieu des threads de plate-forme, vous offrant ainsi une meilleure évolutivité avec un minimum de modifications de code.

Loom change également notre façon de penser les modèles de concurrence traditionnels. Par exemple, le modèle de pool de threads classique devient moins nécessaire lorsque vous pouvez créer des millions de threads virtuels. Au lieu de gérer soigneusement un pool limité de threads, vous pouvez simplement créer un nouveau thread virtuel pour chaque tâche.

Regardons un exemple plus complexe pour voir comment Loom peut vous aider dans des scénarios à haut débit :

public class WebServer {
    public void handleRequests(int port) throws IOException {
        try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port)) {
            while (true) {
                Socket socket = serverSocket.accept();
                Thread.startVirtualThread(() -> handleConnection(socket));
            }
        }
    }

    private void handleConnection(Socket socket) {
        try (socket;
             var in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
             var out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true)) {

            String request = in.readLine();
            String response = processRequest(request);
            out.println(response);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private String processRequest(String request) {
        // Simulate some processing time
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        }
        return "Response to: " + request;
    }
}

Dans cet exemple, nous créons un serveur Web simple capable de gérer de nombreuses connexions simultanées. Chaque connexion est gérée dans son propre thread virtuel, ce qui nous permet d'évoluer vers un grand nombre de connexions simultanées sans nous soucier de la surcharge des threads.

Une chose à garder à l'esprit est que même si les threads virtuels sont parfaits pour les tâches liées aux E/S, ils n'apportent aucun avantage pour les tâches liées au CPU. Si votre application est liée au processeur, vous souhaiterez toujours limiter la simultanéité au nombre de cœurs de processeur disponibles.

Le projet Loom introduit également le concept de continuations, qui sont le mécanisme sous-jacent qui permet les threads virtuels. Même si vous ne travaillerez généralement pas directement avec les continuations, les comprendre peut vous aider à comprendre comment les fils de discussion virtuels fonctionnent sous le capot.

À mesure que nous adoptons Loom, nous devrons repenser certaines de nos stratégies d'optimisation des performances. Par exemple, le regroupement de connexions peut devenir moins nécessaire dans certains cas, car la création de nouvelles connexions devient moins coûteuse avec les threads virtuels.

Il convient de noter que Loom ne remplace pas tout dans le package java.util.concurrent. De nombreuses primitives de synchronisation et structures de données concurrentes sont toujours utiles et fonctionnent bien avec les threads virtuels.

Le projet Loom est toujours en développement et certaines API peuvent changer avant la version finale. Cependant, les concepts de base sont stables et vous pouvez commencer à les expérimenter dès maintenant en utilisant les versions préliminaires de Java.

En conclusion, Project Loom est en passe de révolutionner la programmation concurrente en Java. En facilitant l'écriture de code simultané évolutif et efficace, Loom ouvre de nouvelles possibilités pour la création d'applications hautes performances. Que vous travailliez sur des services Web, des pipelines de traitement de données ou tout autre système simultané, Loom a quelque chose à offrir. En tant que développeurs Java, nous entrons dans une nouvelle ère passionnante de concurrence, et j'ai hâte de voir ce que nous allons construire avec ces nouveaux outils.

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