JEP 425：通过虚拟线程提高吞吐量

JEP 425，即虚拟线程（预览版），已经从JDK 19的拟议状态晋升为目标状态。这个JEP在Project Loom的保护伞下引入了虚拟线程。这些轻量级的线程旨在极大地减少编写、维护和观察Java平台上的高吞吐量并发应用的工作。这是一个预览功能。

Java是第一个将线程纳入核心语言作为其并发编程单元的主流编程平台。经典的Java线程（一个实例 [java.lang.Thread](https://download.java.net/java/early_access/loom/docs/api/java.base/java/lang/Thread.html))是对操作系统(OS)线程（也被称为平台线程）的一对一封装。另一方面，虚拟线程是JDK的轻量级实现。 **Thread**类的轻量级实现，由JDK而不是操作系统提供。虚拟线程使用平台线程来运行它们的代码，但它不会在代码的整个生命周期内捕获OS线程。这使得许多虚拟线程可以在同一个操作系统线程上运行他们的Java代码。

虚拟线程有很多好处。最重要的是，它使创建线程的成本降低，有助于提高应用程序的吞吐量。现在的服务器应用程序通过将每个请求委托给一个独立的执行单元，即一个平台线程来处理并发的用户请求。这种每请求一个线程的编程风格很容易理解，容易编程，也容易调试和剖析。然而，平台线程的数量是有限的，因为JDK将线程作为操作系统线程的包装物来实现。因此，当一个应用程序需要扩展以增加吞吐量时，它无法通过平台线程来实现。现在，由于大量的虚拟线程很容易创建，每请求线程的编程风格也随之缓解了这种可扩展性瓶颈。

此外，当运行在虚拟线程上的代码调用一个阻塞的I/O时，虚拟线程会被自动暂停，直到它可以在以后恢复。在这段时间里，其他虚拟线程可以接管操作系统线程并继续运行他们的代码。相反，在类似的情况下，操作系统线程会被阻塞，由于它们的限制，这并不可取。

虚拟线程支持线程局部变量、同步块、线程中断等。对Java开发者来说，这意味着虚拟线程仅仅是廉价而丰富的线程，编程方法完全没有改变。现有的针对经典线程编写的Java代码可以很容易地在虚拟线程中运行，而无需改变。

热衷于试验虚拟线程的开发者可以下载JDK 19的早期访问版本并熟悉它。该 **Thread**类提供了一个新方法。**[startVirtualThread(Runnable)](https://download.java.net/java/early_access/loom/docs/api/java.base/java/lang/Thread.html#startVirtualThread(java.lang.Runnable))**的方法，该方法接收一个类型为 **[Runnable](https://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/lang/Runnable.html)**的参数并创建虚拟线程。请看下面的例子：

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        var vThread = Thread.startVirtualThread(() -> {
            System.out.println("Hello from the virtual thread");
        });

        vThread.join();
    }
}

由于这是一个预览功能，开发者需要提供 **--enable-preview**标志来编译这段代码，如以下命令所示：

javac --release 19 --enable-preview Main.java

运行程序也需要同样的标志：

java --enable-preview Main

然而，人们可以直接使用源代码启动器来运行。在这种情况下，命令行将是：

java --source 19 --enable-preview Main.java

jshell选项也是可用的，但也需要启用预览功能：

jshell --enable-preview

虽然 **Thread.startVirtualThread(Runnable)**是创建虚拟线程的便捷方式，新的API，如 **[Thread.Builder](https://download.java.net/java/early_access/loom/docs/api/java.base/java/lang/Thread.Builder.html)**, **[Thread.ofVirtual()](https://download.java.net/java/early_access/loom/docs/api/java.base/java/lang/Thread.html#ofVirtual())**，和 **[Thread.ofPlatform()](https://download.java.net/java/early_access/loom/docs/api/java.base/java/lang/Thread.html#ofPlatform())**被添加到创建虚拟和平台线程。

虚拟线程不能使用公共构造函数来创建。它作为一个守护线程运行，并具有 **[NORM_PRIORITY](https://download.java.net/java/early_access/loom/docs/api/java.base/java/lang/Thread.html#NORM_PRIORITY)**.因此，的 **[Thread.setPriority(int)](https://download.java.net/java/early_access/loom/docs/api/java.base/java/lang/Thread.html#setPriority(int))**和 **[Thread.setDaemon(boolean)](https://download.java.net/java/early_access/loom/docs/api/java.base/java/lang/Thread.html#setDaemon(boolean))**方法不能改变虚拟线程的优先级，也不能把它变成一个非守护线程。另外，活动线程携带虚拟线程，所以它们不能成为任何 **ThreadGroup**.的用法是 **Thread.getThreadGroup()**返回 "VirtualThreads"。

虚拟线程永远不应该被池化，因为每个线程在其生命周期内只打算运行一个任务。相反，该模型是无限制地创建虚拟线程。为此，我们添加了一个无约束的执行器。它可以通过一个新的工厂方法访问 **Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()**.这些方法能够实现与现有的使用线程池的代码的迁移和互操作性。 **ExecutorService**.考虑一下下面的例子：

import java.time.Duration;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.stream.IntStream;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        
        try (var executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {
            IntStream.range(0, 10_000).forEach(i -> {
                executor.submit(() -> {
                    Thread.sleep(Duration.ofSeconds(1));
                    return i;
                });
            });
        }
    }
}

虚线程的默认调度器是在 "虚拟 "中引入的偷工减料的调度器。 [ForkJoinPool](https://docs.oracle.com/en/java/javase/18/docs/api/java.base/java/util/concurrent/ForkJoinPool.html).

JEP 425: 虚拟线程提供改进的吞吐量

JEP 425：通过虚拟线程提高吞吐量