Java協(xié)程編程之Loom項目實戰(zhàn)記錄
前提
之前很長一段時間關(guān)注JDK協(xié)程庫的開發(fā)進(jìn)度,但是前一段時間比較忙很少去查看OpenJDK官網(wǎng)的內(nèi)容。Java協(xié)程項目Loom(因為項目還在開發(fā)階段,OpenJDK給出的官網(wǎng)https://openjdk.java.net/projects/loom中只有少量Loom項目相關(guān)的信息)已經(jīng)在2018年之前立項,目前已經(jīng)發(fā)布過基于JDK17編譯和JDK18編譯等早期版本,筆者在下載Loom早期版本的時候只找到JDK18編譯的版本:

下載入口在:https://jdk.java.net/loom
由于該JDK版本過高,目前可以使用主流IDE導(dǎo)入Loom-JDK-18+9進(jìn)行代碼高亮和語法提醒,暫時找不到方法進(jìn)行編譯,暫時使用該JDK執(zhí)行目錄下的的javac命令腳本進(jìn)行編譯,使用java命令腳本運行。
Loom項目簡單介紹
Loom - Fibers, Continuations and Tail-Calls for the JVM
Loom項目的標(biāo)題已經(jīng)凸顯了引入的三大新特性:
Fibers:幾年前看過當(dāng)時的Loom項目的測試代碼就是使用Fiber這個API(現(xiàn)在這個API已經(jīng)被移除),意為輕量級線程,即協(xié)程,又稱為輕量級用戶線程,很神奇的是在目前的JDK中實際上稱為Virtual Thread(虛擬線程)Continuations:直譯為"連續(xù)",實現(xiàn)上有點像閉包,參考不少資料,尚未準(zhǔn)確理解其具體含義,感覺可以"粗暴"解讀為"程序接下來要執(zhí)行什么"或者"下一個要執(zhí)行的代碼塊"Tail-Calls:尾調(diào)用VM級別支持
三個新特性不詳細(xì)展開,目前只是EA版本,還存在修改的可能性,所以也沒必要詳細(xì)展開。
Virtual Thread使用
當(dāng)前版本Loom項目中協(xié)程使用并沒有引入一個新的公開的虛擬線程VirtualThread類,雖然真的存在VirtualThread,但這個類使用default修飾符,隱藏在java.lang包中,并且VirtualThread是Thread的子類。協(xié)程的創(chuàng)建API位于Thread類中:

使用此API創(chuàng)建協(xié)程如下:
public static void main(String[] args) {
Thread fiber = Thread.startVirtualThread(() -> System.out.println("Hello Fiber"));
}
從當(dāng)前的源碼可知:
VirtualThread會通過Thread.currentThread()獲取父線程的調(diào)度器,如果在main方法運行,那么上面代碼中的協(xié)程實例的父線程就是main線程- 默認(rèn)的調(diào)度器為系統(tǒng)創(chuàng)建的
ForkJoinPool實例(VirtualThread.DEFAULT_SCHEDULER),輸入的Runnable實例會被封裝為RunContinuation,最終由調(diào)度器執(zhí)行 - 對于
timed unpark(正在阻塞,等待喚醒)的協(xié)程,使用系統(tǒng)創(chuàng)建的ScheduledExecutorService實例進(jìn)行喚醒 - 這個靜態(tài)工廠方法創(chuàng)建完協(xié)程馬上運行,返回的是協(xié)程實例
如果按照上面的Thread.startVirtualThread()方法去創(chuàng)建協(xié)程,顯然無法定義協(xié)程的名稱等屬性。Loom項目為Thread類引入了建造者模式,比較合理地解決了這個問題:
// 創(chuàng)建平臺線程建造器,對應(yīng)于Thread實例
public static Builder.OfPlatform ofPlatform() {
return new ThreadBuilders.PlatformThreadBuilder();
}
// 創(chuàng)建虛擬線程建造器,對應(yīng)于VirtualThread
public static Builder.OfVirtual ofVirtual() {
return new ThreadBuilders.VirtualThreadBuilder();
}
簡單說就是:
ofPlatform()方法用于構(gòu)建Thread實例,這里的Platform Thread(平臺線程)其實就是JDK1.0引入的線程實例,普通的用戶線程ofVirtual()方法用于構(gòu)建VirtualThread實例,也就是構(gòu)建協(xié)程實例
這兩個建造器實例的所有Setter方法鏈展開如下:
public static void main(String[] args) {
Thread.Builder.OfPlatform platformThreadBuilder = Thread.ofPlatform()
// 是否守護(hù)線程
.daemon(true)
// 線程組
.group(Thread.currentThread().getThreadGroup())
// 線程名稱
.name("thread-1")
// 線程名稱前綴 + 起始自增數(shù)字 => prefix + start,下一個創(chuàng)建的線程名稱就是prefix + (start + 1)
// start > 0的情況下會覆蓋name屬性配置
.name("thread-", 1L)
// 是否啟用ThreadLocal
.allowSetThreadLocals(false)
// 是否啟用InheritableThreadLocal
.inheritInheritableThreadLocals(false)
// 設(shè)置優(yōu)先級
.priority(100)
// 設(shè)置線程棧深度
.stackSize(10)
// 設(shè)置未捕獲異常處理器
.uncaughtExceptionHandler(new Thread.UncaughtExceptionHandler() {
@Override
public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
}
});
// thread-1
Thread firstThread = platformThreadBuilder.unstarted(() -> System.out.println("Hello Platform Thread First"));
// thread-2
Thread secondThread = platformThreadBuilder.unstarted(() -> System.out.println("Hello Platform Thread Second"));
Thread.Builder.OfVirtual virtualThreadBuilder = Thread.ofVirtual()
// 協(xié)程名稱
.name("fiber-1")
// 協(xié)程名稱前綴 + 起始自增數(shù)字 => prefix + start,下一個創(chuàng)建的協(xié)程名稱就是prefix + (start + 1)
// start > 0的情況下會覆蓋name屬性配置
.name("fiber-", 1L)
// 是否啟用ThreadLocal
.allowSetThreadLocals(false)
// 是否啟用InheritableThreadLocal
.inheritInheritableThreadLocals(false)
// 設(shè)置調(diào)度器,Executor實例,也就是調(diào)度器是一個線程池,設(shè)置為NULL會使用VirtualThread.DEFAULT_SCHEDULER
.scheduler(null)
// 設(shè)置未捕獲異常處理器
.uncaughtExceptionHandler(new Thread.UncaughtExceptionHandler() {
@Override
public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
}
});
// fiber-1
Thread firstFiber = virtualThreadBuilder.unstarted(() -> System.out.println("Hello Platform Virtual First"));
// fiber-2
Thread secondFiber = virtualThreadBuilder.unstarted(() -> System.out.println("Hello Platform Virtual Second"));
}
這里可以發(fā)現(xiàn)一點,就是建造器是可以復(fù)用的。如果想用建造器創(chuàng)建同一批參數(shù)設(shè)置相同的線程或者協(xié)程,可以設(shè)置name(String prefix, long start)方法,定義線程或者協(xié)程的名稱前綴和一個大于等于0的數(shù)字,反復(fù)調(diào)用Builder#unstarted(Runnable task)方法就能批量創(chuàng)建線程或者協(xié)程,名稱就設(shè)置為prefix + start、prefix + (start + 1)、prefix + (start + 2)以此類推。協(xié)程創(chuàng)建基本就是這么簡單,運行的話直接調(diào)用start()方法:
public class FiberSample2 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Thread.ofVirtual()
.name("fiber-1")
.allowSetThreadLocals(false)
.inheritInheritableThreadLocals(false)
.unstarted(() -> {
Thread fiber = Thread.currentThread();
System.out.printf("[%s,daemon:%s,virtual:%s] - Hello World\n", fiber.getName(),
fiber.isDaemon(), fiber.isVirtual());
}).start();
// 主線程休眠
Thread.sleep(Long.MAX_VALUE);
}
}
目前無法在主流IDE編譯上面的類,所以只能使用該JDK目錄下的工具編譯和運行,具體如下:
# 執(zhí)行 - 當(dāng)前目錄I:\J-Projects\framework-source-code\fiber-sample\src\main\java (1)編譯:I:\Environment\Java\jdk-18-loom\bin\javac.exe I:\J-Projects\framework-source-code\fiber-sample\src\main\java\cn\throwx\fiber\sample\FiberSample2.java (2)執(zhí)行main方法:I:\Environment\Java\jdk-18-loom\bin\java.exe cn.throwx.fiber.sample.FiberSample2

這里也看出了一點,所有的協(xié)程實例的daemon標(biāo)識默認(rèn)為true且不能修改。
小結(jié)
如果用嘗鮮的角度去使用Loom項目,可以提前窺探JVM開發(fā)者們是如何基于協(xié)程這個重大特性進(jìn)行開發(fā)的,這對于提高學(xué)習(xí)JDK內(nèi)核代碼的興趣有不少幫助。從目前來看,對于協(xié)程的實現(xiàn)Loom項目距離RELEASE版本估計還有不少功能需要完善,包括新增API的穩(wěn)定性,以及協(xié)程是否能夠移植到原有的JUC類庫中使用(當(dāng)前的Loom-JDK-18+9沒有對原來的線程池等類庫進(jìn)行修改)等問題需要解決,所以在保持關(guān)注的過程中靜心等待吧。
到此這篇關(guān)于Java協(xié)程編程之Loom項目嘗鮮的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java Loom項目內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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