作者:鱼仔
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公众号:Java鱼仔

前言

要想看官方对于JDK21的更新说明，可以直接跳转到下面这个官方网站中

官网地址为：https://openjdk.org/projects/jdk/21/ (opens new window)

JDK21是最新的LTS版本，里面添加了不少新的特性，本文将介绍JEP444--虚拟线程

新特性产生的动机

如果问我觉得JDK21中最大的更新是什么，那么我一定会选择虚拟线程。在JDK21之前，Java中创建的线程和 操作系统的内核线程是一对一的，就如下图这样：

调用操作系统的内核线程成本是很高的，因此我们会用池化技术去最大化提升线程性价比。但即使如此，针对IO密集型的并发任务，CPU并不是限制性能的瓶颈，线程数量才是。当前的这种线程实现还是严重限制了程序的吞吐量，于是JDK设计出了虚拟线程。在JDK19的时候第一次作为预览功能提出，JDK20第二次孵化，终于在JDK21的时候作为正式功能推出。

上图是虚拟线程的模拟图，不是说一个真实线程上只有两个虚拟线程，实际上，成千上万个虚拟线程可能只是在一个真实线程中运行。

如何使用虚拟线程

下面是四种创建虚拟线程的方式，为了减少学习成本，虚拟线程在使用上和普通线程十分相似

第一种通过Thread ofVirtual方法，代码如下：

public class VirtualThreadTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread.ofVirtual().start(() -> {
            System.out.println("run in virtual thread");
        });
    }
}

在start方法中传入Runnable方法即可

第二种方法通过Thread的startVirtualThread方法开启一个虚拟线程，代码如下：

public class VirtualThreadTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        Thread.startVirtualThread(() -> {
            System.out.println("run in virtual thread");
        });
    }
}

第三种方法是通过ThreadFactory线程工厂创建虚拟线程，首先创建出一个线程工厂对象，接着调用工厂的newThread和start方法即可，代码如下：

public class VirtualThreadTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadFactory factory = Thread.ofVirtual().factory();
        factory.newThread(()->{
            System.out.println("run in virtual thread");
        }).start();
    }
}

第四种方式是通过Executors新增的一个方法newVirtualThreadPerTaskExecutor来创建虚拟线程，然后在submit方法中传入Runnable方法即可。

public class VirtualThreadTest4 {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executorService = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor();
        executorService.submit(()->{
            System.out.println("run in virtual thread");
        });
    }
}

需要注意的是，和之前创建线程不同，虚拟线程无需池化，因为可能一万个虚拟线程，也只是在一个实际的线程中运行。

两种线程的对比

虚拟线程的优势是在IO密集型的任务中，我通过一个实际的例子比较两者之间的性能差异。

首先创建了一个200个线程的定长线程池，然后创建了一万个任务，每个任务执行需要0.5秒，计算执行完成所有任务需要的时间；接着将定长线程池修改为虚拟线程，同样的代码逻辑运行。

public class ThreadCompare {
    public static void main(String[] args) {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        ExecutorService executor =  Executors.newFixedThreadPool(200);
        // 执行虚拟线程就替换成下面的语句。
 //       ExecutorService executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            executor.submit(()->{
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            });
        }
        executor.close();
        System.out.printf("线程池耗时：%dms",System.currentTimeMillis()-startTime);
    }
}

下面是运行结果：

使用实际线程耗时25240ms，而通过虚拟线程只耗时776ms，遥遥领先的优势。

创建一万个虚拟线程可能也就用了几个实际线程，但是创建一万个实际线程直接就OOM。

总结

虚拟线程真的很强大，但是对虚拟线程最大的制约在于JDK8永不为奴。自己的项目还能玩玩JDK21，要将公司的项目JDK升级上去想都不用想。