Java 虚拟线程：彻底改变并发性！

Java 21 引入了游戏规则改变者虚拟线程！让我们来分析一下这个功能是什么，它与传统模型有何不同，以及它的优缺点。

什么是虚拟线程？

在以前的 Java 版本中，创建线程意味着将其直接绑定到操作系统 (OS) 线程，这是一种有限的资源。启动大量操作系统线程通常会导致性能瓶颈并增加内存使用量。在 Java 21 中，虚拟线程（又名 Project Loom）旨在通过提供与操作系统线程解耦的轻量级、可管理的线程来解决这个问题。

？简而言之：将虚拟线程视为微型线程，可以让您更有效地处理数千个并发任务，而不会占用系统资源。

---

旧线程模型与虚拟线程

Java 的旧线程模型基于“平台线程”，要求每个 Java 线程与操作系统线程有 1:1 的映射。虽然可靠，但它也意味着：

内存限制：平台线程占用大量内存。
扩展问题：管理大量线程可能会使系统资源过载。
阻塞 I/O 问题： 等待 I/O 的操作系统线程阻塞其他操作，从而降低性能。

进入虚拟线程！ ?‍♂️
虚拟线程允许您创建数百万个线程，而不会造成资源紧张。它们不绑定到操作系统线程，因此当虚拟线程被阻塞（例如，等待 I/O）时，底层承载线程可以拾取另一个虚拟线程以保持事物顺利运行。

---

传统线程与虚拟线程

TRADITIONAL THREADS                        VIRTUAL THREADS
---------------------------------          ---------------------------------
| Java Thread -> OS Thread -> Task |       | Virtual Thread -> Carrier OS Thread |
| Java Thread -> OS Thread -> Task |  ->   | Virtual Thread -> Carrier OS Thread |
| Java Thread -> OS Thread -> Task |       | Virtual Thread -> Carrier OS Thread |
---------------------------------          ---------------------------------

---

在虚拟线程中，可以将多个虚拟线程分配给一个操作系统线程，从而优化资源分配。

虚拟线程的优点和缺点

优点

更高的可扩展性：处理数百万个线程，使其非常适合服务器端应用程序。
更少的内存使用：虚拟线程是轻量级的，这意味着每个线程不需要完整的操作系统线程。
高效的阻塞I/O：当虚拟线程遇到阻塞I/O时，承载线程可以接手其他任务，保持系统活跃。
更好的资源管理：线程不再局限于有限的操作系统线程池，因此浪费的资源更少。

缺点

学习曲线：虚拟线程引入了新的并发概念，这可能需要重新思考现有的线程管理实践。
新的调试挑战： 调试数千（甚至数百万）个虚拟线程可能会更加复杂。
并非所有应用程序的理想选择：单线程应用程序或并发量最小的应用程序不会从虚拟线程中受益太多。

---

代码示例：传统线程与虚拟线程

让我们看一个传统线程的简单示例，并将其与虚拟线程进行比较。

传统线程

TRADITIONAL THREADS                        VIRTUAL THREADS
---------------------------------          ---------------------------------
| Java Thread -> OS Thread -> Task |       | Virtual Thread -> Carrier OS Thread |
| Java Thread -> OS Thread -> Task |  ->   | Virtual Thread -> Carrier OS Thread |
| Java Thread -> OS Thread -> Task |       | Virtual Thread -> Carrier OS Thread |
---------------------------------          ---------------------------------

虚拟线程 (Java 21)

虚拟线程由 Java 虚拟机 (JVM) 独立管理，并且不限于操作系统线程。

public class TraditionalThreadExample {
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(() -> System.out.println("Hello from a traditional thread!"));
        thread.start();
    }
}

使用平台和虚拟线程运行 100000 个任务的示例。

public class VirtualThreadExample {
    public static void main(String[] args) {
        Thread.startVirtualThread(() -> System.out.println("Hello from a virtual thread!"));
    }
}

---

什么时候应该使用虚拟线程？

• 服务器应用程序：处理多个并发请求，例如 Web 服务器或数据库连接。
• I/O 密集型应用程序：这些尤其是需要大量 I/O 操作的应用程序，例如文件处理、网络请求或网页抓取。
• 云原生微服务：需要高可扩展性的系统将受益于虚拟线程。

---

结论：并发的未来就在这里？

随着 Java 21 中虚拟线程的引入，管理并发任务比以往更加高效、可扩展且轻量。无论您要处理数百个还是数百万个任务，虚拟线程都提供了一种更简单、更资源友好的 Java 编程方式。

以上是Java 虚拟线程：彻底改变并发性！的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！