虚拟线程常见问题总结

Java 虚拟线程常见问题总结

• 定义：虚拟线程（Virtual Thread）是 Java 21 中引入的轻量级线程，由 JVM 调度，而非操作系统。多个虚拟线程共享一个操作系统线程（平台线程），显著减少线程资源开销。
• 目标：解决传统线程模型在高并发场景下的资源瓶颈，简化异步编程模型，避免回调地狱。

虚拟线程与平台线程的关系
• 平台线程（Platform Thread）：传统的 Java 线程，与操作系统内核线程 1:1 对应（Windows/Linux 等主流系统）。
• 虚拟线程：由 JVM 调度，挂载在平台线程（载体线程）上。当虚拟线程阻塞时，平台线程可切换执行其他虚拟线程。
• 线程模型：
◦ 虚拟线程数量 ≫ 平台线程数量 ≫ 系统内核线程数量。
◦ 图示关系：
[虚拟线程1] [虚拟线程2] ... [虚拟线程N] ↕ ↕ ↕ [平台线程1] [平台线程2] ↕ ↕ [系统内核线程1] [系统内核线程2]
线程调度机制
• 协作式调度：虚拟线程通过挂起（yield）主动让出载体线程资源，避免抢占式上下文切换的开销。

• 轻量级：
• 可创建数百万个虚拟线程，而不会导致内存溢出或频繁上下文切换。
• 简化异步编程：
• 以同步代码风格编写异步逻辑，避免回调地狱。
• 高效资源利用：
• 减少平台线程的创建和切换开销，适合 I/O 密集型任务（如网络请求、文件读写）。

Thread.startVirtualThread()

Thread.startVirtualThread(() -> System.out.println("Virtual Thread"));

Thread.ofVirtual()

Thread.ofVirtual().unstarted(runnable).start(); // 手动启动  
Thread.ofVirtual().start(runnable);              // 直接启动

ThreadFactory

ThreadFactory factory = Thread.ofVirtual().factory();  
Thread thread = factory.newThread(runnable);  
thread.start();

Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()

ExecutorService executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor();  
executor.submit(runnable);

• 测试场景：处理 10,000 个请求，每个请求模拟 I/O 阻塞（0.5秒）。
• 结果对比：

• 结论：
• 虚拟线程在 I/O 密集型场景 下性能显著优于传统线程池，资源开销更低。

• 实现原理：虚拟线程通过 Continuation 和调度器实现挂起/恢复机制，详见虚拟线程 - VirtualThread 源码透视。
• 适用场景：Web 服务器、微服务、数据库访问等高并发 I/O 场景。

总结：虚拟线程是 Java 并发模型的重要革新，通过轻量级线程和高效调度机制，显著提升了高并发场景下的性能和开发体验，但需结合场景合理使用。