虚拟线程

JDK 21 引入了虚拟线程（Virtual Threads），这是一种轻量级线程，旨在简化并发编程并提高高吞吐量应用程序的性能。以下是虚拟线程的具体用法和示例：

1. 创建虚拟线程

虚拟线程可以通过 Thread.ofVirtual() 方法创建，并立即启动。以下是一个简单的示例：

public class VirtualThreadExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建并启动虚拟线程
        Thread virtualThread = Thread.ofVirtual().start(() -> {
            System.out.println("这是一个虚拟线程，线程名：" + Thread.currentThread().getName());
        });

        // 等待虚拟线程执行完毕
        try {
            virtualThread.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在这个示例中，Thread.ofVirtual().start() 创建并启动了一个虚拟线程，线程执行的任务是打印线程名称。

2. 使用虚拟线程池

虚拟线程可以与 ExecutorService 结合使用，以简化线程管理。以下是一个使用虚拟线程池的示例：

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ExecutorService;

public class VirtualThreadExecutorService {
    public static void main(String[] args) {
        try (ExecutorService executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                int finalI = i;
                executor.submit(() -> {
                    System.out.println("任务 " + finalI + " 正在执行，线程名：" + Thread.currentThread().getName());
                });
            }
        } // 自动关闭线程池
    }
}

在这个示例中，Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor() 创建了一个虚拟线程池，每个提交的任务都会在一个新的虚拟线程中执行。

3. 处理大量并发任务

虚拟线程非常适合处理大量并发任务，例如处理多个 I/O 操作或网络请求。以下是一个处理大量并发任务的示例：

import java.util.stream.IntStream;

public class VirtualThreadMassiveConcurrency {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建和启动大量虚拟线程
        IntStream.range(0, 100000).forEach(i ->
            Thread.ofVirtual().start(() -> {
                System.out.println("虚拟线程：" + i + " 执行中");
            })
        );
    }
}

在这个示例中，IntStream.range 创建了 100,000 个虚拟线程，每个线程执行一个简单的任务。

4. 虚拟线程的适用场景

虚拟线程特别适合 I/O 密集型任务，例如网络请求或数据库访问。以下是一个模拟 I/O 密集型任务的示例：

public class IoIntensiveTask {
    public void performTask() {
        // 模拟 I/O 操作
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

public class VirtualThreadExample {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            // 创建虚拟线程执行 I/O 密集型任务
            Thread.ofVirtual().start(() -> {
                new IoIntensiveTask().performTask();
            });
        }
    }
}

在这个示例中，每个虚拟线程执行一个模拟的 I/O 操作，虚拟线程的轻量级特性使得可以轻松创建大量线程来处理并发任务。

5. 虚拟线程的注意事项

• 避免阻塞操作：虽然虚拟线程在处理阻塞操作时更高效，但仍应尽量避免长时间的阻塞操作，特别是在大量并发场景下。
• 错误处理：与传统线程一样，虚拟线程也需要进行错误处理。确保在任务中捕获异常，防止线程意外终止。
• 调试和监控：Java 21 提供了对虚拟线程的调试和监控支持。可以使用 JDK 提供的工具（如 JVisualVM）来监控虚拟线程的执行情况。