Java虚拟线程

什么是虚拟线程?

虚拟线程是一种用户态线程,由Java运行时管理,而不是直接映射到操作系统线程,可创建数百万个线程，内存占用极低（数 KB），适合高并发、大量短生命周期的任务（如 I/O 密集型任务），但不适于长时间运行的 CPU 密集型操作

创建虚拟线程的方法

可以通过
Thread.ofVirtual()或Thread.startVirtualThread() 方法创建并启动虚拟线程
代码样例:

源码解析

在执行VirtualThread的start方法时,会把虚拟线程当作任务放到scheduler中执行

跟进scheduler源码发现


scheduler实际上是一个ForkJoinPool线程池,主要通过这个scheduler来执行虚拟线程的任务

示例代码

进行100000个网络 I/O 任务模拟

// IOTask.java
public class IOTask implements Runnable {
    private final int id;
    public IOTask(int id) { this.id = id; }

    @Override
    public void run() {
        try {
            // 模拟 I/O 阻塞 200 ms
            Thread.sleep(200);
        } catch (InterruptedException ignored) {
        }
    }
}

传统线程实现

// TraditionalBare.java
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.stream.IntStream;

public class TraditionalBare {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        int TASKS = 100000;
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(TASKS);
        long start = System.nanoTime();

        IntStream.range(0, TASKS)
                .forEach(i -> {
                    new Thread(() -> {
                        new IOTask(i).run();
                        latch.countDown();
                    }).start();
                });

        latch.await();
        long ms = (System.nanoTime() - start) / 1_000_000;
        System.out.printf("耗时: %d ms%n", ms);
    }
}

虚拟线程

// VirtualThread.java
import java.util.concurrent.*;
import java.util.stream.IntStream;

public class VirtualThread {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        int TASKS = 10_000;
        long start = System.nanoTime();

        try (ExecutorService vtExecutor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {
            IntStream.range(0, TASKS)![2I7U@)BIQ106KI3%)$NYMTR

                     .mapToObj(IOTask::new)
                     .forEach(vtExecutor::submit);
        }   // try-with-resources 自动 awaitTermination

        long ms = (System.nanoTime() - start) / 1_000_000;
        System.out.printf("虚拟线程         耗时: %d ms%n", ms);
    }
}

维度	传统平台线程	虚拟线程 Virtual Thread
调度模型	1:1（1 条 Java 线程 = 1 条 OS 线程）	M:N（多条虚拟线程复用少量 OS 线程）
默认栈大小	1 MB（不可动态伸缩）	几百～几千字节，可动态伸缩
创建/销毁成本	高（系统调用）	极低（用户态，一次对象分配）
最大并发数	千级（受内存 & OS 限制）	百万级
阻塞代价	挂住 OS 线程	只挂住虚拟线程，OS 线程继续干活
上下文切换	内核态，~500-1000 ns	用户态，~100 ns
适用场景	CPU 密集、长任务	I/O 密集、大量短任务
编程模型	Thread/Runnable/线程池	与 Thread 100 % 兼容，无需改代码