#头条创作挑战赛#

前言

最近面试官问，JAVA虚拟线程你了解吗？你只听说过线程，竟还有虚拟线程这回事？

Java 虚拟线程是 JDK 19 中引入的一项新功能。它有可能在减少内存消耗的基础上提高应用程序的可用性、吞吐量，那么本文就带大家了解一下JAVA虚拟线程究竟是怎么样一回事。

线程生命周期

我们先来回顾下线程在线程池中的整个生命周期吧，如下图所示：

1. 线程在线程池中创建
2. 线程在池中等待新请求的到来
3. 一旦新的请求到来，线程接收请求并调用后端数据库来处理这个请求。
4. 线程等待后端数据库的响应
5. 一旦响应从数据库返回，线程处理它，并将响应发送回客户
6. 线程返回线程池

步骤 #2 到 #6 将不断重复，直到应用程序关闭。

你会发现线程实际上只在步骤#3 和#5 中进行实际工作。在所有其他步骤（即步骤#1、步骤#2、步骤#4、步骤#6）中，它基本上是在等待（或什么都不做）。在大多数应用程序中，大量线程在其生命周期的大部分时间里都处于等待状态。

平台线程架构

我们在来看看Linux系统中线程的架构，平台应用中的线程都映射到一个操作系统线程，如下图所示：

在之前的JVM（Java Virtual Machine）版本中，只有一种线程。它被称为“经典”或“平台”线程。每当创建平台线程时，都会为其分配一个操作系统线程。只有当平台线程退出（即死亡）JVM 时，该操作系统线程才可以执行其他任务。在此之前，它无法执行任何其他任务。基本上，平台线程和操作系统线程之间存在 1:1 的映射。

根据这种架构，操作系统线程将在平添的线程生命周期的步骤#1、步骤#2、步骤#4、步骤#6 中被不必要地锁定，即使这时候线程没有做任何工作，只是傻傻地等待在那。由于操作系统中的线程是宝贵且有限的资源，因此在该平台线程架构中大量浪费了时间。

虚拟线程架构

我们现在看看虚拟线程的架构，是如何处理上面所说的问题的呢？实际上，在虚拟线程架构下，操作系统线程不会一开始就分配给平台线程，而是直到需要执行实际工作时，如下图所示：

为了高效地使用底层操作系统线程，在 JDK 19 中引入了虚拟线程。在这种新架构中，虚拟线程只有在执行实际工作时才会分配给平台线程。根据上述线程的生命周期，只有在步骤#3 和步骤#5 期间，虚拟线程才会分配给平台线程（反过来使用操作系统线程）执行。在所有其他步骤中，虚拟线程将作为对象驻留在 Java 堆内存区域中，就像其他的普通对象一样。所以说，虚拟线程是很轻量级且高效。

如何创建虚拟线程？

我们现在看看如何创建一个虚拟线程，代码如下：

Runnable task = () -> { System.out.println("Hello Virtual Thread!"); };

Thread.startVirtualThread(task);

• 通过Thread.startVirtualThread() 可以快速创建出虚拟线程

另外，还可以使用以下 API 创建 Java 虚拟线程：

1. Thread.ofVirtual().start(Runnable);

2. Thread.ofVirtual().unstarted(Runnable);

3. Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor();

4. Executors.newThreadPerTaskExecutor(ThreadFactory);

虚拟线程的优点

由于其优雅的架构，虚拟线程提供了几个优点：

1. 提高应用可用性
2. 提高应用吞吐量
3. 减少出现这样的一次'OutOfMemoryError: unable to create new native thread'
4. 减少应用程序内存消耗

虚拟线程的缺点

• 虚拟线程默认是守护线程，截至目前，设置Thread.setPriority(int)没有任何效果，但可能会在 JDK 的更高版本中发生变化。
• 虚拟线程不支持stop()、suspend()或resume()方法，如果调用它们会抛出异常。

总结

本文讲解了虚拟线程是什么，以及如何工作的。那它究竟适合于什么样的一个场景呢？当有大量不受 CPU 限制的任务时，虚拟线程有助于提高吞吐量。I/O 密集型任务是受益于虚拟线程的主要任务，这些任务包括从队列中读取数据、等待传入的 Web 请求、数据库查询等。

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