SpringBoot3使用虛擬線程一定要小心了
環(huán)境：SpringBoot3.2.5 + JDK21
1.簡介
SpringBoot從3.2.0-M1版本開始支持虛擬線程。虛擬線程是JDK 21版本正式發(fā)布的一個(gè)新特性，它與平臺(tái)線程的主要區(qū)別在于虛擬線程在運(yùn)行周期內(nèi)不依賴操作系統(tǒng)線程，而是與硬件脫鉤，因此被稱為“虛擬”。這種解耦是由JVM提供的抽象層賦予的，使得虛擬線程的運(yùn)行成本遠(yuǎn)低于平臺(tái)線程，并且可以消耗更少的內(nèi)存。因此，從SpringBoot 3.2.0-M1開始，通過使用虛擬線程，提升系統(tǒng)的整體性能。
虛擬線程在項(xiàng)目中應(yīng)用時(shí)你稍不注意就可能出現(xiàn)問題。本篇文章將要講述的是在非Web應(yīng)用的情況下使用虛擬線程出現(xiàn)的問題（并非BUG）。
2. 實(shí)戰(zhàn)案例
注意：本案例是非Web應(yīng)用。只要你不要引入spring-boot-starter-web模塊或者下面配置后都將以非web模式下運(yùn)行。
public static void main(String[] args) {
new SpringApplicationBuilder()
.sources(SpringbootNonWebApplication.class)
// 即便引入了web模塊，但這里設(shè)置為非web應(yīng)用
.web(WebApplicationType.NONE)
.run(args) ;
}非web應(yīng)用，啟動(dòng)容器后并不會(huì)啟動(dòng)嵌入式的web server，如果你當(dāng)前應(yīng)用中并沒有其它線程執(zhí)行（非守護(hù)線程），那么程序?qū)⒆詣?dòng)停止（啟動(dòng)即停止）。
圖片
啟動(dòng)完后自動(dòng)停止。
2.1 啟動(dòng)定時(shí)任務(wù)
在一個(gè)非web環(huán)境下啟動(dòng)定時(shí)任務(wù)：
@Component
public class TaskComponent {
@Scheduled(fixedRate = 3000)
public void task1() throws Exception {
System.out.printf("當(dāng)前執(zhí)行線程: %s%n", Thread.currentThread()) ;
// TODO 執(zhí)行任務(wù)
TimeUnit.SECONDS.sleep(1) ;
}
}上面定義了每隔3s執(zhí)行的定時(shí)任務(wù)（記得通過@EnableScheduling注解開啟任務(wù)調(diào)用功能）。
啟動(dòng)服務(wù)
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程序規(guī)律的執(zhí)行，每隔3s輸出信息。
2.2 虛擬線程執(zhí)行任務(wù)
接下來開啟虛擬線程。
如果運(yùn)行的是 Java 21 或更高版本，可以通過配置如下屬性來啟用虛擬線程。
spring:
threads:
virtual:
enabled: true再次運(yùn)行程序
圖片
根據(jù)打印信息，執(zhí)行線程確實(shí)是通過虛擬線程執(zhí)行，但是僅僅啟動(dòng)時(shí)輸出了一條信息，程序就終止了，這肯定不是我們想要的。什么原因呢？
2.3 守護(hù)線程
這是一段非常簡單的代碼了
Thread t = new Thread(() -> {
try {
System.out.println("start..." + System.currentTimeMillis()) ;
TimeUnit.SECONDS.sleep(5) ;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace() ;
}
System.out.println(" over..." + System.currentTimeMillis()) ;
}) ;
t.start() ;輸出結(jié)果：
start...1613150235234
over...1613150240238程序等待3s后終止。接下來將上面Thread線程做如下配置：
// 設(shè)置為守護(hù)線程
t.setDaemon(true) ;再次執(zhí)行，這次執(zhí)行控制臺(tái)不會(huì)有任何的輸出程序就終止了。
在Java中當(dāng)所有非守護(hù)線程都執(zhí)行完以后，守護(hù)線程會(huì)自動(dòng)終止；守護(hù)線程一般用于執(zhí)行后臺(tái)任務(wù)，資源清理等。
接下來通過虛擬線程執(zhí)行上面的代碼：
OfVirtual virtual = Thread.ofVirtual().name("Pack-") ;
Thread t = virtual.start(() -> {
try {
System.out.println("start..." + System.currentTimeMillis()) ;
TimeUnit.SECONDS.sleep(5) ;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace() ;
}
System.out.println("over..." + System.currentTimeMillis()) ;
}) ;
TimeUnit.SECONDS.sleep(1) ;等待1s后程序終止，只輸出如下結(jié)果：
start...1613840844449虛擬線程難道也是守護(hù)線程？
通過如下代碼查看上面的虛擬線程是否是守護(hù)線程：
System.out.println(t.isDaemon()) ;輸出結(jié)果：
true既然是守護(hù)線程，那么程序自動(dòng)停止也就不意外了。下面是來自官方對(duì)虛擬線程與平臺(tái)線程的區(qū)別：
- 虛擬線程始終是守護(hù)線程。Thread.setDaemon(boolean) 方法無法將虛擬線程更改為非守護(hù)線程。
- 虛擬線程的固定優(yōu)先級(jí)為 Thread.NORM_PRIORITY。Thread.setPriority(int) 方法對(duì)虛擬線程不起作用。這一限制可能會(huì)在未來的版本中重新考慮。
- 虛擬線程不是線程組的活動(dòng)成員。在虛擬線程上調(diào)用 Thread.getThreadGroup() 時(shí)，會(huì)返回一個(gè)名稱為 "VirtualThreads "的占位線程組。Thread.Builder API 沒有定義設(shè)置虛擬線程線程組的方法。
2.4 KeepAlive虛擬線程
既然虛擬線程是守護(hù)線程，那么要如何解決上面的問題呢？在SpringBoot3.2.0-RC1版本開始為SpringApplication添加"keep-alive"屬性，專門解決虛擬線程問題。
可以通過如下配置開啟keepAlive。
spring:
main:
keep-alive: true通過上面的配置后，再次運(yùn)行上面的程序
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這時(shí)候程序不會(huì)退出了一直運(yùn)行。?
2.5 實(shí)現(xiàn)原理
當(dāng)開啟上面的spring.main.keep-alive=true后，springboot在啟動(dòng)時(shí)會(huì)注冊(cè)一個(gè)監(jiān)聽器。
public class SpringApplication {
public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {
// ...
prepareContext(bootstrapContext, context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner);
// ...
}
private void prepareContext(...) {
// ...
// SpringBoot在啟動(dòng)時(shí)準(zhǔn)備Environment時(shí)會(huì)自動(dòng)將spring.main下的
// 屬性配置綁定到當(dāng)前的SpringApplication對(duì)象中（屬性）。
if (this.keepAlive) {
// 添加事件監(jiān)聽
context.addApplicationListener(new KeepAlive());
}
// ...
}
}事件監(jiān)聽程序KeepAlive。
private static final class KeepAlive implements ApplicationListener<ApplicationContextEvent> {
public void onApplicationEvent(ApplicationContextEvent event) {
if (event instanceof ContextRefreshedEvent) {
// Spring上下文刷新完成
startKeepAliveThread();
}
// Spring容器在關(guān)閉時(shí)
else if (event instanceof ContextClosedEvent) {
stopKeepAliveThread();
}
}
private void startKeepAliveThread() {
// 啟動(dòng)異步線程，一直休眠（保證一直運(yùn)行著，這樣程序就不會(huì)終止了）
Thread thread = new Thread(() -> {
while (true) {
try {
Thread.sleep(Long.MAX_VALUE);
}
}
});
if (this.thread.compareAndSet(null, thread)) {
// 非守護(hù)線程
thread.setDaemon(false);
thread.setName("keep-alive");
thread.start();
}
}
private void stopKeepAliveThread() {
Thread thread = this.thread.getAndSet(null);
if (thread == null) {
return;
}
// 終止線程
thread.interrupt();
}
}SpringBoot實(shí)現(xiàn)邏輯還是非常簡單的。
