Hello 大家好,我是小米,一个在程序员这条路上摸爬滚打了快10年的搬砖侠,目前在一家互联网公司做Java后端开发,31岁,依然热爱技术,依然相信代码可以改变人生。
今天这篇文章,是被我那好兄弟华哥“拖”出来的。
被华哥拉下水的一天事情是这样的——
那天我们几个老同事约了一起撸串,边喝啤酒边唠家常,聊工作聊理想。聊到后面气氛正嗨,华哥忽然一拍大腿:
“小米啊,我最近在研究Spring Boot 3,看JDK 21说支持什么‘虚拟线程’,说是可以提升并发性能,但我搞了半天还是搞不明白。你不是写文章挺溜的嘛,要不你写一篇给我看看呗!”
我刚想拿起串子塞嘴里,这话一下就给我噎住了。
“虚拟线程”——这个词我不是没听过,早在JDK 19发布预览版时我就留意了。但说实话,当时没深入研究。可华哥这么一提,我这“技术分享症”就犯了。好兄弟信我,我总不能让他失望!
所以今天,就让我来好好讲讲这个「Java 虚拟线程」到底是啥,它跟以前的线程有什么不一样,我们这些普通开发者怎么用它,值不值得用!
准备好了吗?故事开始!
Java线程的老故事在讲“虚拟线程”之前,我们得先看看“传统线程”是怎么回事。
Java 的线程系统,最早是基于 操作系统的原生线程(OS Thread)。什么意思?就是我们在写代码的时候 new Thread(() -> {...}).start(),其实底层是 JVM 去调用操作系统 API,创建一个线程出来。
这事儿听起来没毛病,JVM 本来就是跑在 OS 上的嘛。但问题也就来了:
传统线程的三个痛点:
重量级:每创建一个线程,操作系统都要分配栈内存、维护线程状态,成本高得很。
切换成本高:线程一多,CPU得频繁在线程之间切换(上下文切换),性能开销大。
受限于平台资源:比如 Linux 上默认线程栈大小是 1MB,意味着一个 8GB 内存的服务理论上最多跑 8000 个线程。
这就导致在高并发场景下,传统线程非常吃力。
虚拟线程:轻量化的线程革命Java 社区早就意识到了这个问题,所以搞出来了一个项目,代号叫——Project Loom。
没错,“虚拟线程”就是这个 Project Loom 的主角!
那什么是虚拟线程呢?
一句话:
虚拟线程是JVM层面实现的一种轻量级线程,不再直接依赖操作系统线程,而是由JVM自己调度和管理。
你可以理解成——虚拟线程 = Java版的「协程」。
协程这个概念在 Go、Kotlin、Python 这些语言中已经火了很多年,而 Java 直到 JDK 19 才开始预览,JDK 21 正式上线。
那么虚拟线程到底牛在哪?咱们来对比一下:
比如说,在传统线程中我们常常为了提升并发,写各种线程池、异步回调,搞得线程管理复杂无比。但虚拟线程一出,你甚至可以写同步代码,跑出异步效果,这就香了!
写段代码你就懂了!来,我给你看两个例子,对比一下。
传统线程写法:
这个例子你敢跑?CPU直接冒烟,你机器可能直接卡死。
虚拟线程写法(JDK 21):
这个例子你运行,完全没问题,10万个都顶得住!
注意哦:
虚拟线程也支持 Executors 风格:
是不是写法没啥变化?但执行效率和内存消耗却完全不一样!
虚拟线程的幕后机制:JVM“魔法”那你可能会问:JVM是怎么做到这些的?它到底用了什么“黑科技”?
其实核心就是:
用户态线程调度:虚拟线程并不是直接跑在 OS 线程上,而是由 JVM 内部的调度器(ForkJoinPool)管理的,调度速度更快。
栈帧保存:当虚拟线程“阻塞”(如 Thread.sleep 或 Socket.read),JVM可以保存它的状态,然后让出底层线程,让别的任务用,等它可恢复了再切回来。
分离栈空间:栈空间不固定占用1MB,而是随着运行动态扩展,内存使用更高效。
当然,它也不是完全无敌——目前只对“支持虚拟线程的阻塞操作”有效,比如 Thread.sleep、Socket 等。你要是用 native 库的阻塞IO,它就无法让出线程了。
开发者:我们能做什么?第一件事:升级 JDK
虚拟线程是从 JDK 21 正式稳定支持的,如果你还在用 JDK 8/11/17,是用不了滴!
第二件事:改用虚拟线程的 Executor
比如你以前用:
可以试着改成:
第三件事:同步写法写异步逻辑
以前你为了并发写得“异步回调地狱”,现在可以用同步代码写清晰逻辑,且不怕线程资源打爆。
结尾彩蛋:小米的真实感受我现在几个 side project 已经开始用虚拟线程了,尤其是那种 I/O密集型 的任务(比如爬虫、文件上传服务),性能提升真的不是一点点!
以前为了节省线程资源,我常常用各种线程池、异步Future、响应式编程,看着就累。现在用了虚拟线程,我可以放心大胆地写同步代码,维护性也高很多!
说实话,Java 虚拟线程这一步,真的可以称得上是 “里程碑”。
总结一下(送给华哥和你):好啦,这就是我答应华哥的一篇虚拟线程科普文。你如果也在搞后端开发,或者对 Java 未来路线感兴趣,一定要留意 Project Loom 的进展。
文章码这么多,感谢你看到这里 ,如果你觉得有用,欢迎点个在看 + 收藏,我会持续输出类似的干货。
我是小米,一个爱讲技术故事的程序员,我们下次见!