Java 19引入了虚拟线程（Virtual Threads），这是Project Loom的一部分，旨在简化并发编程并提升高并发应用的性能。在SpringBoot应用中使用虚拟线程可以显著提高线程管理的效率。本文将介绍如何在SpringBoot中开启并使用虚拟线程。

什么是虚拟线程？

虚拟线程，也称为轻量级线程，是由JVM管理的线程，与传统的操作系统线程（平台线程）不同。虚拟线程的创建和切换成本非常低，允许我们在应用中创建大量的线程而不会显著增加资源开销。这对于I/O密集型和高并发场景特别有用。

前提条件

要在SpringBoot中使用虚拟线程，需要确保以下条件：

• Java 19 或更高版本
• SpringBoot 3.0 或更高版本

配置 SpringBoot 使用虚拟线程

1.确保使用 Java 19 或更高版本

确保你的开发环境和项目的 JDK 版本是 19 或更高版本。可以通过以下命令检查 Java 版本：

java -version

创建 Spring Boot 项目

如果还没有 Spring Boot 项目，可以使用 Spring Initializr 创建一个新的项目。选择 Spring Boot 3.0 或更高版本，并添加所需的依赖。

配置线程池使用虚拟线程

要在SpringBoot中使用虚拟线程，需要配置自定义的TaskExecutor。可以通过以下步骤实现：

在你的 Spring Boot 应用程序中创建一个配置类

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor;


import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.Executors;


@Configuration
public class VirtualThreadConfig {


    @Bean
    public Executor taskExecutor() {
        return Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor();
    }
}

在这个配置类中，我们创建了一个Executor，它使用Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor() 来创建虚拟线程。

使用自定义的 TaskExecutor

SpringBoot自动配置任务执行器，默认情况下会使用ThreadPoolTaskExecutor。通过配置上述的自定义TaskExecutor，Spring 会自动使用虚拟线程执行任务。

在控制器中使用虚拟线程

现在，你可以在控制器中使用虚拟线程来处理并发任务。例如：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.scheduling.annotation.EnableAsync;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;


import java.util.concurrent.CompletableFuture;


@RestController
@EnableAsync
public class VirtualThreadController {


    @Autowired
    private Executor taskExecutor;


    @GetMapping("/async-task")
    @Async
    public CompletableFuture<String> asyncTask() {
        return CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            // 模拟长时间运行的任务
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
            return "Task completed!";
        }, taskExecutor);
    }
}

在这个示例中，我们定义了一个/async-task端点，该端点会异步执行任务，并返回CompletableFuture<String>。任务将在虚拟线程中执行，从而实现高效的并发处理。

测试虚拟线程的性能

你可以通过向/async-task端点发送多个并发请求，测试虚拟线程的性能。虚拟线程允许在高并发场景下保持较低的资源开销，并提高应用的响应能力。

虚拟线程与普通线程的区别

在Java中，线程是并发编程的基本单元。随着Java 19的发布，引入了虚拟线程（Virtual Threads），与传统的普通线程（平台线程）相比，虚拟线程具有显著的优势。本文将补充并详细讨论虚拟线程与普通线程的区别。

普通线程（平台线程）

普通线程，也称为平台线程，是由操作系统直接管理的线程。以下是普通线程的一些关键特性：

1. 重量级
2. 普通线程是重量级的，每个线程都映射到操作系统的一个原生线程，这意味着创建和销毁线程的开销较大。
3. 内存占用
4. 每个普通线程都有一个独立的栈空间（通常为几百 KB 到几 MB），这限制了可以同时创建的线程数量。
5. 上下文切换开销
6. 由于普通线程是由操作系统管理的，因此上下文切换的开销较大，影响了高并发场景下的性能。
7. 适用场景
8. 普通线程适用于需要长期运行且数量相对较少的任务，如后台服务和计算密集型任务。

虚拟线程

虚拟线程是由 Java 虚拟机（JVM）管理的轻量级线程，以下是其关键特性：

1. 轻量级
2. 虚拟线程是轻量级的，创建和销毁的开销非常小，类似于创建一个普通对象。这使得可以在应用中创建大量虚拟线程。
3. 低内存占用
4. 虚拟线程的栈空间是动态分配的，初始占用内存很小，这允许在有限的内存中创建更多的线程。
5. 低上下文切换开销
6. 由于虚拟线程由JVM管理，上下文切换的开销较低。JVM可以优化线程的调度，提高并发性能。
7. 阻塞操作友好
8. 虚拟线程在执行阻塞操作（如I/O操作）时不会阻塞底层操作系统线程，这大大提高了资源利用率。
9. 适用场景
10. 虚拟线程适用于高并发、I/O密集型任务，如处理大量并发请求的服务器应用。

对比总结

实际应用中的区别

在实际应用中，选择使用普通线程还是虚拟线程取决于具体的使用场景和需求。例如：

• Web 服务器
• 在处理高并发的Web请求时，使用虚拟线程可以显著提高服务器的吞吐量和响应速度，因为虚拟线程可以轻松地处理成千上万的并发请求，而不会因线程数量过多而导致资源耗尽。
• 计算密集型任务
• 对于计算密集型任务，普通线程仍然是一个不错的选择，因为这类任务通常需要较多的 CPU 资源，而不会因大量的 I/O 操作阻塞。
• 混合场景
• 在一些混合场景下，可以同时使用普通线程和虚拟线程。例如，使用普通线程处理长时间运行的计算任务，同时使用虚拟线程处理高并发的 I/O 任务，以充分利用系统资源。

结论

虚拟线程是Java并发编程的一个重大进步，允许在应用中创建大量轻量级线程，从而提高并发性能。在SpringBoot中，通过配置自定义的TaskExecutor可以轻松地启用和使用虚拟线程。本文介绍了如何在SpringBoot项目中配置和使用虚拟线程，希望能帮助开发者充分利用这一新特性，构建高效的并发应用。