掌握 Java 虛擬執行緒：提高應用程式的可擴充性和效能

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Java 虛擬線程 (JVT) 徹底改變了 Java 中的並發編程，大大提高了應用程式的可擴展性。 我的經驗顯示了它們對不同應用程式的變革性影響。

JVT 擅長處理 I/O 密集型任務，例如資料庫操作。 傳統模型經常會導致阻塞，限制並發。 JVT 巧妙地克服了這個問題，允許高效管理數千個並發資料庫查詢，而不會佔用系統資源。考慮這個例子：

try (var executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {
    List<CompletableFuture<Result>> futures = new ArrayList<>();
    for (int i = 0; i < 10000; i++) {
        futures.add(CompletableFuture.supplyAsync(() -> performDatabaseQuery(i), executor));
    }
    List<Result> results = futures.stream()
        .map(CompletableFuture::join)
        .collect(Collectors.toList());
}

private Result performDatabaseQuery(int id) {
    // Simulates a database query with network latency
    try {
        Thread.sleep(100); 
    } catch (InterruptedException e) {
        Thread.currentThread().interrupt();
    }
    return new Result(id, "Data for " + id);
}

此程式碼同時執行 10,000 個查詢，每個查詢都在一個單獨的虛擬線程中，展示了對大量並發操作的高效管理。

同樣，JVT 在 HTTP 用戶端請求方面也表現出色。 現代應用程式經常與多個外部服務互動。 JVT 有效地處理大量並發連接：

HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();

try (var executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {
    List<CompletableFuture<String>> futures = new ArrayList<>();
    for (int i = 0; i < 1000; i++) {
        futures.add(CompletableFuture.supplyAsync(() -> fetchData("https://api.example.com/data/" + i), executor));
    }
    List<String> results = futures.stream()
        .map(CompletableFuture::join)
        .collect(Collectors.toList());
}

private String fetchData(String url) {
    HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
        .uri(URI.create(url))
        .build();
    try {
        HttpResponse<String> response = client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
        return response.body();
    } catch (IOException | InterruptedException e) {
        Thread.currentThread().interrupt();
        return "Error fetching data";
    }
}

在這裡，1,000 個同時 HTTP 請求得到有效管理，提高了吞吐量。

批次、微服務和事件驅動架構也從 JVT 的輕量級特性和高效上下文切換中受益匪淺，從而提高了效能和可擴展性。 原文中所提供的例子有效地說明了這些好處。

雖然合資企業提供了巨大的優勢，但它們並不是通用的解決方案。 CPU 密集型任務可能不會有顯著的改善。 了解應用程式的工作負載對於優化 JVT 利用率至關重要。 潛在的陷阱包括過度使用線程局部變數和過度同步，在實現過程中應仔細考慮。

總之，Java 虛擬執行緒代表了並發程式設計的重大進步，透過簡化的同步程式碼實現了高度可擴展的應用程式。 它們對 I/O 密集型操作的高效處理使它們成為建立下一代高效能 Java 應用程式的強大工具。

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