面试官:什么是虚拟线程?为什么要有虚拟线程?

上一篇 / 下一篇  2023-12-21 14:06:16

  Java 中的虚拟线程,也叫做协程或“轻量级线程”,它诞生于 JDK 19(预览 API),正式发布于 JDK 21,它是一种在 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:
  虚拟线程使用
  虚拟线程的创建方式,主要有以下 4 种:
  1. Thread.startVirtualThread(Runnable task)
  2. Thread.ofVirtual().unstarted(Runnable task)
  3. Thread.ofVirtual().factory()
  4. Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()
  具体示例如下。
  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.");
  });
  2.unstarted
  只创建虚拟线程,但不直接启动:
  // 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();
  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();
  4.newVirtualThreadPerTaskExecutor
  使用线程池的方式创建虚拟线程:
  // 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.");
  });
  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:
  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。
  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:
  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。
  小结
  线程是轻量级的进程,而虚拟线程则是轻量级的线程,虚拟线程是 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,因此使用它可以减少线程上下文切换所带来的性能开销。它和普通线程的线程类型也不同,普通线程是默认是用户线程类型,而虚拟线程则是守护线程(而且不能被修改)。

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