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SpringBoot開啟虛擬線程的實現(xiàn)流程

更新時間：2024年06月13日 08:20:56 作者：Java中文社群

虛擬線程（Virtual?Thread）也稱協(xié)程或纖程,是一種輕量級的線程實現(xiàn),與傳統(tǒng)的線程以及操作系統(tǒng)級別的線程（也稱為平臺線程）相比,它的創(chuàng)建開銷更小、資源利用率更高,本文給大家介紹了SpringBoot如何開啟虛擬線程,需要的朋友可以參考下

引言

虛擬線程（Virtual Thread）也稱協(xié)程或纖程，是一種輕量級的線程實現(xiàn)，與傳統(tǒng)的線程以及操作系統(tǒng)級別的線程（也稱為平臺線程）相比，它的創(chuàng)建開銷更小、資源利用率更高，是 Java 并發(fā)編程領(lǐng)域的一項重要創(chuàng)新。

PS：虛擬線程正式發(fā)布于 Java 長期支持版（Long Term Suort，LTS）Java 21（也就是 JDK 21）。

虛擬線程是一種在 Java 虛擬機（JVM）層面實現(xiàn)的邏輯線程，不直接和操作系統(tǒng)的物理線程一一對應(yīng)，因此它可以減少上下文切換所帶來的性能開銷。

操作系統(tǒng)線程、普通線程（Java 線程）和虛擬線程的關(guān)系如下：

1.虛擬線程使用

虛擬線程的創(chuàng)建有以下 4 種方式：

Thread.startVirtualThread(Runnable task)
Thread.ofVirtual().unstarted(Runnable task)
Thread.ofVirtual().factory()
Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()

具體使用如下。

1.1 startVirtualThread

創(chuàng)建虛擬線程，并直接啟動執(zhí)行任務(wù)：

// 創(chuàng)建并啟動虛擬線程
Thread.startVirtualThread(() -> {
    System.out.println("Do virtual thread.");
});

1.2 unstarted

只創(chuàng)建虛擬線程，但不直接啟動（創(chuàng)建之后通過 start 啟動）：

// 創(chuàng)建虛擬線程
Thread vt = Thread.ofVirtual().unstarted(()->{
    System.out.println("Do virtual thread.");
});
// 運行虛擬線程
vt.start();

1.3 factory

先創(chuàng)建虛擬線程工廠，然后再使用工廠創(chuàng)建虛擬線程，之后再調(diào)用 start() 方法進行執(zhí)行：

// 創(chuàng)建虛擬線程工廠
ThreadFactory tf = Thread.ofVirtual().factory();
// 創(chuàng)建虛擬線程
Thread vt = tf.newThread(()->{
    System.out.println("Do virtual thread.");
});
// 運行虛擬線程
vt.start();

1.4 newVirtualThreadPerTaskExecutor

創(chuàng)建虛擬線程池：

// 創(chuàng)建一個支持虛擬線程的線程池
ExecutorService executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor();
executor.submit(()->{
    System.out.println("Do virtual thread.");
});

2.虛擬線程 VS 普通線程

虛擬線程和普通線程的區(qū)別主要體現(xiàn)在以下幾點：

普通線程是和操作系統(tǒng)的物理線程是一一對應(yīng)的，而虛擬線程是 JVM 層面的邏輯線程，并不和操作系統(tǒng)的物理線程一一對應(yīng)，它可以看作是輕量級的線程。
普通線程默認創(chuàng)建的是用戶線程（而守護線程），而虛擬線程是守護線程，并且其守護線程的屬性不能被修改，如果修改就會報錯，如下圖所示：

虛擬線程由 JVM 調(diào)度和使用，避免了普通線程頻繁切換的性能開銷，所以相比于普通的線程來說，運行效率更高。

3.SpringBoot開啟虛擬線程

以最新版的 Spring Boot 3.x 為例，我們開啟虛擬線程很簡單，只需要在 Spring Boot 配置文件中設(shè)置“spring.threads.virtual.enabled”為“true”即可開啟，以 application.yml 為例，啟用虛擬線程配置如下：

spring:
  threads:
    virtual:
      enabled: true # 啟用虛擬線程

這樣 Spinrg Boot 在啟動 Tomcat 容器時，會使用一個虛擬線程執(zhí)行器來代表原有的平臺線程池。

PS：這里是虛擬線程執(zhí)行器，不是虛擬線程池。

如果以上配置未生效的話，還可以通過修改 Tomcat 配置類，讓其使用虛擬線程來處理每一個請求，配置代碼如下：

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 -> {
            // 使用虛擬線程來處理每一個請求
            protocolHandler.setExecutor(Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor());
        };
    }
}

4.異步任務(wù)開啟虛擬線程

如果你想為 Spring Boot 中的異步任務(wù) @Async 也配置虛擬線程的話，可以在 AsyncConfigurer 配置類中設(shè)置，配置代碼如下：

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  // 開啟異步任務(wù)
public class AsyncTaskConfiguration implements AsyncConfigurer {
    @Override
    public Executor getAsyncExecutor() {
        return new TaskExecutorAdapter(Executors.newThreadPerTaskExecutor(Thread.ofVirtual().name("virtual-async#", 1).factory()));
    }
}