本文涉及到的技術(shù)：虛擬線程、結(jié)構(gòu)化并發(fā)、線程池、TheadLocal，對原理感興趣的可以直接跳到原理部分。

虛擬線程是JDK19中引入的，JDK21正式發(fā)布，我們先來看看虛擬線程的幾種用法，然后再來分析底層實現(xiàn)原理。

先定義一個Runnable：

通過觀察輸出結(jié)果，就能知道當(dāng)前運行Task的是不是虛擬線程。

也可以增加以下代碼直接判斷是不是虛擬線程：

Thread.ofVirtual()

手動開啟虛擬線程執(zhí)行任務(wù)：

自動開啟虛擬線程執(zhí)行任務(wù)：

兩者輸出結(jié)果類似，為：

根據(jù)名字可以看出確實是用的VirtualThread，但似乎跟ForkJoinPool有關(guān)，后面會分析。

我們也可以通過以下方式來創(chuàng)建普通線程：

輸出結(jié)果為：

確實是普通線程。

還可以先得到一個ThreadFactory，然后來創(chuàng)建虛擬線程：

輸出結(jié)果為：

還有一種更簡單的API：

輸出結(jié)果為：

結(jié)構(gòu)化并發(fā)

在JDK21中還有一個新特性（預(yù)覽版），叫做結(jié)構(gòu)化并發(fā)，也會自動創(chuàng)建虛擬線程來運行代碼，比如：

輸出結(jié)果為：

Executors

還有一種和線程池類似的使用方式：

以上代碼中每個任務(wù)運行時都會開啟一個虛擬線程，輸出結(jié)果為：

表示有3個虛擬線程。

虛擬線程底層原理

以上大概就是使用或創(chuàng)建虛擬線程的幾種情況了，那到底什么是虛擬線程呢？它跟線程有什么關(guān)系？它跟ForkJoinPool又有什么關(guān)系呢？

虛擬線程畢竟是虛擬的，就像虛擬機也是虛擬的，是需要真實操作系統(tǒng)來支撐運行的。而虛擬線程仍然是基于線程來進行調(diào)度執(zhí)行的。

我們先來看看普通線程的缺點在哪，看下面代碼：

假如是一個普通線程執(zhí)行上述代碼，在輸出完“before”后，線程就會睡眠1秒，然后才會輸出“after”，如果是一個線程要執(zhí)行3個這樣的任務(wù)，比如：

生成一個只有一個線程的線程池，用它來執(zhí)行三個任務(wù)，實際上就是串行執(zhí)行這三個任務(wù)，輸出結(jié)果為：

但是，我們好好想想：當(dāng)這個普通線程執(zhí)行完第一個任務(wù)的“before”后，需要等1s才執(zhí)行“after”，那能不能在等1s的過程中去執(zhí)行第二個任務(wù)的“before”呢？原則上是可以的，這就是虛擬線程要優(yōu)化的點。

大家好好理解一下上面的這句話，這是精髓

我們來看改成虛擬線程后的運行效果，先修改Task：

然后運行：

輸出結(jié)果為：

大家運行時可能會發(fā)現(xiàn)有多個不同的ForkJoinPool-1-worker，那是因為我做了配置，后面會解釋

不知道大家能不能看懂這個效果，我們可以發(fā)現(xiàn)有3個虛擬線程：VirtualThread[#21]、VirtualThread[#23]、VirtualThread[#24]，但是只有一個線程：ForkJoinPool-1-worker-1，雖然只有一個線程，卻達到了并行執(zhí)行三個任務(wù)的效果，其原理就是上面所分析的：

線程先執(zhí)行任務(wù)1，任務(wù)1睡眠的過程中，線程會去執(zhí)行任務(wù)2任務(wù)2睡眠的過程中，線程會去執(zhí)行任務(wù)3任務(wù)3睡眠的過程中，線程暫時沒有任務(wù)執(zhí)行了過一會，任務(wù)1睡眠結(jié)束，線程繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)1然后，任務(wù)2睡眠結(jié)束，線程繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)2最后，任務(wù)3睡眠結(jié)束，線程繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)3

這樣就達到了一個線程并行執(zhí)行三個任務(wù)的效果，從中，我們可以看到，線程需要知道：一個任務(wù)什么時候開始睡眠了，什么時候睡眠結(jié)束了，哪個任務(wù)還沒開始執(zhí)行，哪個任務(wù)已經(jīng)在執(zhí)行中了？

但是，任務(wù)是程序員所定義的，所以就需要虛擬線程來封裝任務(wù)，而線程只關(guān)心虛擬線程即可，也就是線程負責(zé)來調(diào)度各個虛擬線程的執(zhí)行，也就是來判斷虛擬線程是不是睡眠了？是不是正在運行？

我們可以把虛擬線程理解為一個對象，這個虛擬線程對象有幾種狀態(tài)，比如是不是睡眠中，是不是運行中，而一個線程可以支持同時運行多個虛擬線程對象，當(dāng)線程發(fā)現(xiàn)某個虛擬線程對象睡眠時，就會去運行其他的虛擬線程對象。

或者這么說：虛擬線程sleep了，底層的線程并不一定sleep了。

所以，虛擬線程就是線程調(diào)度的單位，一個線程可以調(diào)度很多個虛擬線程，如果有多個線程，那當(dāng)然就能調(diào)度更多虛擬線程了，所以在JDK的實現(xiàn)中，使用ForkJoinPool來提供線程作為虛擬線程的調(diào)度者，同時由于ForkJoinPool的任務(wù)竊取機制，能進一步提高任務(wù)并行執(zhí)行的效率。

默認情況下，這個ForkJoinPool中的線程數(shù)等于CPU核心數(shù)，我們可以通過以下參數(shù)來修改：

• -Djdk.virtualThreadScheduler.parallelism=1
• -Djdk.virtualThreadScheduler.maxPoolSize=1

另外，虛擬線程也不用考慮池化，因為它不像線程，開啟和關(guān)閉一個線程是需要調(diào)用操作系統(tǒng)的，而虛擬線程跟操作系統(tǒng)沒關(guān)系。

再另外，JDK21中的虛擬線程也支持ThreadLocal，也就是一個虛擬線程在執(zhí)行任務(wù)的過程中，也可以通過ThreadLocal來共享數(shù)據(jù)，使得我們在開發(fā)過程中就把虛擬線程當(dāng)作普通線程使用就可以了。

還有要注意的是，當(dāng)任務(wù)進行網(wǎng)絡(luò)IO、磁盤IO時也相當(dāng)是sleep了，所以如果虛擬線程用到真實項目中，就能做到用少量線程支撐較高的并發(fā)，從而能大大提高項目的吞吐量，虛擬線程不是用來提速的，而是用來提高吞吐量的。

總結(jié)

到此這篇關(guān)于JDK21中虛擬線程到底的文章就介紹到這了,更多相關(guān)JDK21虛擬線程用法內(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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