网易面试:SpringBoot如何开启虚拟线程?

简介: 虚拟线程(Virtual Thread)也称协程或纤程,是一种轻量级的线程实现,与传统的线程以及操作系统级别的线程(也称为平台线程)相比,它的创建开销更小、资源利用率更高,是 Java 并发编程领域的一项重要创新。> PS:虚拟线程正式发布于 Java 长期支持版(Long Term Suort,LTS)Java 21(也就是 JDK 21)。虚拟线程是一种在 Java 虚拟机(JVM)层面实现的逻辑线程,不直接和操作系统的物理线程一一对应,因此它可以减少上下文切换所带来的性能开销。操作系统线程、普通线程(Java 线程)和虚拟线程的关系如下:![image.png](https:

虚拟线程(Virtual Thread)也称协程或纤程,是一种轻量级的线程实现,与传统的线程以及操作系统级别的线程(也称为平台线程)相比,它的创建开销更小、资源利用率更高,是 Java 并发编程领域的一项重要创新。

PS:虚拟线程正式发布于 Java 长期支持版(Long Term Suort,LTS)Java 21(也就是 JDK 21)。

虚拟线程是一种在 Java 虚拟机(JVM)层面实现的逻辑线程,不直接和操作系统的物理线程一一对应,因此它可以减少上下文切换所带来的性能开销。

操作系统线程、普通线程(Java 线程)和虚拟线程的关系如下:
image.png

1.虚拟线程使用

虚拟线程的创建有以下 4 种方式:

  1. Thread.startVirtualThread(Runnable task)
  2. Thread.ofVirtual().unstarted(Runnable task)
  3. Thread.ofVirtual().factory()
  4. Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()

具体使用如下。

1.1 startVirtualThread

创建虚拟线程,并直接启动执行任务:

// 创建并启动虚拟线程
Thread.startVirtualThread(() -> {
   
   
    System.out.println("Do virtual thread.");
});

1.2 unstarted

只创建虚拟线程,但不直接启动(创建之后通过 start 启动):

// 创建虚拟线程
Thread vt = Thread.ofVirtual().unstarted(()->{
   
   
    System.out.println("Do virtual thread.");
});
// 运行虚拟线程
vt.start();

1.3 factory

先创建虚拟线程工厂,然后再使用工厂创建虚拟线程,之后再调用 start() 方法进行执行:

// 创建虚拟线程工厂
ThreadFactory tf = Thread.ofVirtual().factory();
// 创建虚拟线程
Thread vt = tf.newThread(()->{
   
   
    System.out.println("Do virtual thread.");
});
// 运行虚拟线程
vt.start();

1.4 newVirtualThreadPerTaskExecutor

创建虚拟线程池:

// 创建一个支持虚拟线程的线程池
ExecutorService executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor();
executor.submit(()->{
   
   
    System.out.println("Do virtual thread.");
});

2.虚拟线程 VS 普通线程

虚拟线程和普通线程的区别主要体现在以下几点:

  1. 普通线程是和操作系统的物理线程是一一对应的,而虚拟线程是 JVM 层面的逻辑线程,并不和操作系统的物理线程一一对应,它可以看作是轻量级的线程。
  2. 普通线程默认创建的是用户线程(而守护线程),而虚拟线程是守护线程,并且其守护线程的属性不能被修改,如果修改就会报错,如下图所示:

  1. 虚拟线程由 JVM 调度和使用,避免了普通线程频繁切换的性能开销,所以相比于普通的线程来说,运行效率更高。

    3.SpringBoot开启虚拟线程

    以最新版的 Spring Boot 3.x 为例,我们开启虚拟线程很简单,只需要在 Spring Boot 配置文件中设置“spring.threads.virtual.enabled”为“true”即可开启,以 application.yml 为例,启用虚拟线程配置如下:
    spring:
    threads:
     virtual:
       enabled: true # 启用虚拟线程
    
    这样 Spinrg Boot 在启动 Tomcat 容器时,会使用一个虚拟线程执行器来代表原有的平台线程池。

    PS:这里是虚拟线程执行器,不是虚拟线程池。

如果以上配置未生效的话,还可以通过修改 Tomcat 配置类,让其使用虚拟线程来处理每一个请求,配置代码如下:

import java.util.concurrent.Executors;

import org.springframework.boot.web.embedded.tomcat.TomcatProtocolHandlerCustomizer;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class TomcatConfiguration {
   
   
    @Bean
    public TomcatProtocolHandlerCustomizer<?> protocolHandlerVirtualThreadExecutorCustomizer() {
   
   
        return protocolHandler -> {
   
   
            // 使用虚拟线程来处理每一个请求
            protocolHandler.setExecutor(Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor());
        };
    }
}

4.异步任务开启虚拟线程

如果你想为 Spring Boot 中的异步任务 @Async 也配置虚拟线程的话,可以在 AsyncConfigurer 配置类中设置,配置代码如下:

import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.Executors;

import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.core.task.support.TaskExecutorAdapter;
import org.springframework.scheduling.annotation.AsyncConfigurer;
import org.springframework.scheduling.annotation.EnableAsync;

@Configuration
@EnableAsync  // 开启异步任务
public class AsyncTaskConfiguration implements AsyncConfigurer {
   
   
    @Override
    public Executor getAsyncExecutor() {
   
   
        return new TaskExecutorAdapter(Executors.newThreadPerTaskExecutor(Thread.ofVirtual().name("virtual-async#", 1).factory()));
    }
}

课后思考

说说虚拟线程的底层实现?有了虚拟线程后还需要虚拟线程池吗?为什么?

本文已收录到我的面试小站 www.javacn.site,其中包含的内容有:Redis、JVM、并发、并发、MySQL、Spring、Spring MVC、Spring Boot、Spring Cloud、MyBatis、设计模式、消息队列等模块。

相关文章
|
7天前
|
Java 应用服务中间件 开发者
Java面试题:解释Spring Boot的优势及其自动配置原理
Java面试题:解释Spring Boot的优势及其自动配置原理
29 0
|
7天前
|
设计模式 安全 Java
Java面试题:解释单例模式的实现方式及其优缺点,讨论线程安全性的实现。
Java面试题:解释单例模式的实现方式及其优缺点,讨论线程安全性的实现。
11 0
|
7天前
|
设计模式 存储 缓存
Java面试题:结合设计模式与并发工具包实现高效缓存;多线程与内存管理优化实践;并发框架与设计模式在复杂系统中的应用
Java面试题:结合设计模式与并发工具包实现高效缓存;多线程与内存管理优化实践;并发框架与设计模式在复杂系统中的应用
10 0
|
7天前
|
设计模式 安全 NoSQL
Java面试题:设计一个线程安全的单例模式,并解释其内存占用和垃圾回收机制;使用生产者消费者模式实现一个并发安全的队列;设计一个支持高并发的分布式锁
Java面试题:设计一个线程安全的单例模式,并解释其内存占用和垃圾回收机制;使用生产者消费者模式实现一个并发安全的队列;设计一个支持高并发的分布式锁
10 0
|
7天前
|
设计模式 安全 Java
Java面试题:如何实现一个线程安全的单例模式,并确保其在高并发环境下的内存管理效率?如何使用CyclicBarrier来实现一个多阶段的数据处理任务,确保所有阶段的数据一致性?
Java面试题:如何实现一个线程安全的单例模式,并确保其在高并发环境下的内存管理效率?如何使用CyclicBarrier来实现一个多阶段的数据处理任务,确保所有阶段的数据一致性?
10 0
|
7天前
|
设计模式 缓存 安全
Java面试题:设计模式在并发编程中的创新应用,Java内存管理与多线程工具类的综合应用,Java并发工具包与并发框架的创新应用
Java面试题:设计模式在并发编程中的创新应用,Java内存管理与多线程工具类的综合应用,Java并发工具包与并发框架的创新应用
7 0
|
7天前
|
设计模式 存储 缓存
Java面试题:结合建造者模式与内存优化,设计一个可扩展的高性能对象创建框架?利用多线程工具类与并发框架,实现一个高并发的分布式任务调度系统?设计一个高性能的实时事件通知系统
Java面试题:结合建造者模式与内存优化,设计一个可扩展的高性能对象创建框架?利用多线程工具类与并发框架,实现一个高并发的分布式任务调度系统?设计一个高性能的实时事件通知系统
10 0
|
7天前
|
设计模式 SQL 安全
Java面试题:设计一个线程安全的内存管理器,使用观察者模式来通知所有线程内存使用情况的变化。如何确保在添加和移除内存块时的线程安全?如何确保任务的顺序执行和调度器的线程安全?
Java面试题:设计一个线程安全的内存管理器,使用观察者模式来通知所有线程内存使用情况的变化。如何确保在添加和移除内存块时的线程安全?如何确保任务的顺序执行和调度器的线程安全?
11 0
|
7天前
|
设计模式 并行计算 安全
Java面试题:如何使用设计模式优化多线程环境下的资源管理?Java内存模型与并发工具类的协同工作,描述ForkJoinPool的工作机制,并解释其在并行计算中的优势。如何根据任务特性调整线程池参数
Java面试题:如何使用设计模式优化多线程环境下的资源管理?Java内存模型与并发工具类的协同工作,描述ForkJoinPool的工作机制,并解释其在并行计算中的优势。如何根据任务特性调整线程池参数
12 0
|
7天前
|
存储 设计模式 监控
Java面试题:如何在不牺牲性能的前提下,实现一个线程安全的单例模式?如何在生产者-消费者模式中平衡生产和消费的速度?Java内存模型规定了变量在内存中的存储和线程间的交互规则
Java面试题:如何在不牺牲性能的前提下,实现一个线程安全的单例模式?如何在生产者-消费者模式中平衡生产和消费的速度?Java内存模型规定了变量在内存中的存储和线程间的交互规则
17 0