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虚拟线程(Virtual Thread)

news 2025/9/19 8:02:31

1.什么是虚拟线程？

虚拟线程是一种轻量级的线程，旨在解决传统资源占用较大、调度开销高的问题。

传统线程是由操作系统进行调度和管理的，而虚拟线程的调度由 Java 虚拟机(JVM)管理。虚拟线程并不由操作系统调度，而是由普通线程调度。

一个操作系统可以调度成百上千个虚拟线程。

1.1虚拟线程的特点：

轻量级资源：虚拟线程比传统的线程占用更少的资源
高效调度：虚拟线程可以由少数操作系统线程调度，大大提高了多任务处理的效率
自动挂起：当虚拟线程进行 IO操作时，他会自动挂起并让其它虚拟线程继续执行，直到 IO操作完成，虚拟线程才会恢复执行
现有代码兼容：无缝替代传统线程

2.虚拟线程的使用方式：

2.1直接创建虚拟线程并立即执行

//1.创建虚拟线程并立即运行Thread thread1 = Thread.startVirtualThread(()->{System.out.println("Start virtual thread...");try {Thread.sleep(10);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}System.out.println("End virtual thread...");});

2.2创建虚拟线程，并不立即执行

//2.创建虚拟线程，并不立即执行Thread thread2 = Thread.ofVirtual().unstarted(()->{System.out.println("Start virtual thread...");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}System.out.println("End virtual thread...");});//手动启动线程thread2.start();

2.3通过 ThreadFactory 创建虚拟线程

//3.通过 ThreadFactory 创建虚拟线程ThreadFactory threadFactory = Thread.ofVirtual().factory();Thread thread3 = threadFactory.newThread(() -> {System.out.println("Start virtual thread...");try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}System.out.println("End virtual thread...");});//启动虚拟线程thread3.start();

2.4使用 Executor 服务来调度虚拟线程

 //4.使用 Executor 服务来调度虚拟线程ExecutorService executorService = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor();//创建大量虚拟线程并提交到 Executor 中for (int i = 0; i < 10000; i++) {executorService.submit(()->{try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}System.out.println("End virtual thread");return true;});}

3.虚拟线程的性能对比：

3.1编写程序：

public class VirtualThread {public static void main(String[] args) throws InterruptedException{//使用虚拟线程测试：long virtualTime = virtualThreadTest();System.out.println("虚拟线程池执行耗时：" + virtualTime);//使用普通线程进行测试：long traditionalTime = traditionalThreadTest();System.out.println("普通线程池耗时：" +  traditionalTime);// 计算两种线程执行时间的差异long timeDifference = traditionalTime - virtualTime;// 输出性能差异和速度提升倍数System.out.println("\n性能差异：" + formatTime(timeDifference) +" (" + String.format("%.2f", (double)traditionalTime / virtualTime) + " 倍速度提升)");}//普通线程执行器private static long traditionalThreadTest() throws InterruptedException {// 记录开始时间long start = System.currentTimeMillis();// 创建一个固定大小为100的线程池try (ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(100)) {// 提交taskCount个任务到线程池for (int i = 0; i < 10000; i++) {executor.submit(VirtualThread::threadSleep);}// 关闭线程池，不再接受新任务executor.shutdown();// 等待所有任务完成，最多等待1小时executor.awaitTermination(1, TimeUnit.HOURS);}// 计算并返回总耗时return System.currentTimeMillis() - start;}//虚拟线程执行器public static long virtualThreadTest(){long start = System.currentTimeMillis();//创建一个虚拟线程执行器try (ExecutorService es = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()){for (int i = 0; i < 10000; i++) {es.submit(VirtualThread::threadSleep);}//关闭线程池es.shutdown();//等待所有任务完成，最长为 1 HOURSes.awaitTermination(1, TimeUnit.HOURS);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}return System.currentTimeMillis() - start;}public static void threadSleep(){try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {//重新设置中断状态Thread.currentThread().interrupt();}}// 格式化时间的方法，将毫秒转换为更易读的格式private static String formatTime(long milliseconds) {// 返回格式化的字符串，同时显示毫秒数和秒数（保留两位小数）return String.format("%d 毫秒 (%.2f 秒)", milliseconds, milliseconds / 1000.0);}
}