面試官:什么是虛擬線程?為什么要有虛擬線程?
Java 中的虛擬線程,也叫做協(xié)程或“輕量級線程”,它誕生于 JDK 19(預(yù)覽 API),正式發(fā)布于 JDK 21,它是一種在 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:
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虛擬線程使用
虛擬線程的創(chuàng)建方式,主要有以下 4 種:
- Thread.startVirtualThread(Runnable task)
- Thread.ofVirtual().unstarted(Runnable task)
- Thread.ofVirtual().factory()
- Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()
具體示例如下。
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.");
});
2.unstarted
只創(chuàng)建虛擬線程,但不直接啟動:
// 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();
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();
4.newVirtualThreadPerTaskExecutor
使用線程池的方式創(chuàng)建虛擬線程:
// 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.");
});
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:
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- 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。
小結(jié)
線程是輕量級的進程,而虛擬線程則是輕量級的線程,虛擬線程是 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),因此使用它可以減少線程上下文切換所帶來的性能開銷。它和普通線程的線程類型也不同,普通線程是默認是用戶線程類型,而虛擬線程則是守護線程(而且不能被修改)。