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Java 虚拟线程是 Java 19 中引入的一项新功能，它允许开发人员创建轻量级线程，也称为纤程，它们可以在单个操作系统线程中并发运行。这可以提高 Java 应用程序的可伸缩性和效率守护线程，特别是那些需要处理大量客户端连接或并发请求的应用程序。
虚拟线程是使用称为连续传递样式 (CPS) 的技术实现的。CPS 是一种编程范例，涉及在不同代码段之间传递程序的控制流，而不是依赖于中央执行线程。
一、虚拟线程与Java线程的区别
虚拟线程在几个方面不同于传统的 Java 线程。首先，它们是使用称为 VirtualThreadFactory 的新 API 创建的守护线程，它提供了一个用于管理和调度虚拟线程的简化接口。其次，与传统线程相比，它们的内存开销要低得多，因此可以在不耗尽系统资源的情况下创建更多线程。最后，它们旨在与现有 Java 代码无缝协作，因此开发人员无需重写整个应用程序即可开始使用虚拟线程。
要创建虚拟线程，您可以使用 VirtualThreadFactory 类，它提供了几种用于创建具有不同特征的虚拟线程的工厂方法。例如，您可以创建一个虚拟线程来执行 Runnable 或 Callable 任务，或者一个无限期运行直到明确停止的线程。
以下是如何创建虚拟线程的示例：
VirtualThreadFactory factory = VirtualThreadFactory.builder().user(false).daemon(true).build();
VirtualThread thread = factory.newThread(() -> {
System.out.println("Hello, world!");
});
thread.start();在这个例子中，我们创建了一个新的虚拟线程工厂，它产生守护线程（即在后台运行并且不阻止 JVM 关闭的线程），然后用它创建一个新的虚拟线程打印“Hello ， 世界！” 到控制台。
与传统线程相比，虚拟线程具有许多优势，但也有一些折衷。例如，它们可能不适合需要对线程调度或同步进行细粒度控制的应用程序，并且它们可能无法很好地与依赖传统线程的第三方库一起使用。尽管如此，Java 虚拟线程代表了 Java 并发性中令人兴奋的新发展，它可能会对未来几年开发人员编写并发代码的方式产生重大影响。
2. 如何创建虚拟线程？
要在 Java 中创建虚拟线程，您可以使用包VirtualThreadFactory中提供的类java.lang。以下是创建虚拟线程的基本步骤：
VirtualThreadFactory使用方法创建类的实例VirtualThreadFactory.builder()。使用构建器方法为工厂配置任何所需的选项。例如，您可以设置线程名称前缀，线程是否应该是守护线程，或者它们是否应该是用户或系统线程组的一部分。使用newThread()的方法VirtualThreadFactory创建一个新的虚拟线程。此方法采用RunnableorCallable对象，该对象指定线程要执行的任务。调用start()虚拟线程的方法开始执行。
以下是如何使用该类创建虚拟线程的示例VirtualThreadFactory：
VirtualThreadFactory factory = VirtualThreadFactory.builder()
.user(false)
.daemon(true)
.namePrefix("MyVirtualThread")
.build();
VirtualThread virtualThread = factory.newThread(() -> {
//虚拟线程执行代码
});
virtualThread.start();在此示例中，我们创建了一个VirtualThreadFactory实例，其中使用构建器方法设置了一些选项。然后我们使用newThread()工厂的方法创建一个新的虚拟线程，并传递一个定义线程要执行的代码的 lambda 表达式。最后，我们调用start()虚拟线程的方法开始执行。
请注意，虚拟线程的内存占用比常规线程小得多，因此您可以创建更多虚拟线程而不会耗尽系统资源。但是，您仍然应该注意应用程序中的线程总数，并确保您没有创建太多线程，否则会导致争用和性能下降。
3. Java虚拟线程的优缺点
与传统 Java 线程相比，Java 虚拟线程 (JVT) 具有多项优势。
以下是一些主要优点：
更低的内存开销：虚拟线程的内存占用比传统线程小得多，这意味着您可以创建更多虚拟线程而不会消耗过多的内存。这是因为虚拟线程与其他线程共享堆栈，减少了每个线程所需的内存量。改进的可伸缩性：由于虚拟线程具有较低的内存开销，因此它们比传统线程更具可伸缩性。您可以创建更多虚拟线程而不会遇到内存限制，这有助于提高应用程序的性能。更好地利用系统资源：使用虚拟线程，您可以创建更多线程而不会耗尽系统资源，例如 CPU 时间、线程句柄和内核级线程。这可以帮助您更好地利用系统资源并提高应用程序的效率。更简单的编程模型：虚拟线程提供了比传统线程更简单、更自然的编程模型。您可以使用熟悉的控制结构（例如循环和条件）来编写在虚拟线程上并发运行的代码。这可以使并发代码的编写和推理变得更容易。与现有代码无缝集成：虚拟线程旨在与现有 Java 代码无缝协作。您可以将它们与其他并发结构（例如执行程序、CompletableFuture 和 Reactive Streams）结合使用，而无需重写整个应用程序。
虽然 Java 虚拟线程 (JVT) 具有多种优点，但它们也有一些开发人员应注意的潜在缺点。
以下是一些主要缺点：
兼容性问题：一些现有的 Java 库和框架可能与虚拟线程不兼容，因为它们可能依赖于特定于传统线程的假设或 API。这可能会导致难以在现有代码库中采用虚拟线程，或者需要修改第三方库才能使用虚拟线程。同步挑战：虚拟线程共享一个底层操作系统线程，这意味着虚拟线程之间的同步可能比传统线程更具挑战性。开发人员可能需要仔细设计他们的同步策略以避免竞争条件或其他同步问题。调试和分析：虚拟线程的调试和分析可能比传统线程更具挑战性，因为它们共享相同的底层线程 ID 和其他与线程相关的属性。这可能会使识别和诊断与并发或线程争用相关的问题变得更加困难。对调度的有限控制：对于虚拟线程，Java 运行时负责调度线程，这会限制开发人员对线程调度的控制级别。虽然 Java 运行时旨在提供高效的虚拟线程调度，但在某些情况下可能需要更细粒度的控制。性能权衡：虽然虚拟线程比传统线程更轻量级，但它们可能会有一些性能权衡。例如，虚拟线程之间的切换可能比传统线程慢，这可能会影响某些类型应用程序的性能。4.虚拟线程性能影响
Java 虚拟线程 (JVT) 可以对某些类型的应用程序的性能产生积极影响，但它们的影响可能因具体用例而异。以下是一些可能影响虚拟线程性能的因素：
总的来说，虚拟线程的性能影响将取决于具体用例和正在执行的任务的性质。在决定是否在他们的应用程序中使用它们之前，开发人员应该仔细评估虚拟线程的潜在好处和权衡。通常，虚拟线程可以为具有许多小任务或 I/O 操作的应用程序提供显着的性能提升，但可能无法为具有长时间运行任务或高度同步的应用程序提供那么大的好处。
5. 总结
总之，Java 虚拟线程是 Java 编程语言中一个相对较新的特性，它提供了一种管理轻量级线程的有效方法。它们被设计成比传统线程更高效，传统线程可能相对较重并且会消耗大量资源。
虚拟线程可用于扩展 Java 应用程序中的线程数量，而不会产生与传统线程相关的开销。这使得它们对于需要处理大量并发连接的应用程序特别有用。
此外，虚拟线程可用于简化异步代码的开发，使用传统线程可能难以编写和维护这些代码。虚拟线程可以更轻松地编写异步执行的代码，而不会牺牲性能。
总的来说，Java 虚拟线程在 Java 编程语言中是一个很有前途的发展，随着越来越多的开发人员熟悉它们并开始在他们的应用程序中使用它们，它们可能会变得越来越流行。
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