Java 虚拟线程与扩展

主要观点:Java Virtual Threads 在 JDK 19 以预览功能引入,JDK 21 起全面支持,JDK 24 有进一步改进,能简化并发编程。
关键信息

  • 传统线程模型:容器创建 N 个 Java 线程,直接映射到底层 OS 线程,阻塞操作导致 OS 线程被占用,过多线程竞争 CPU 会致性能下降。
  • Java 虚拟线程模型:JVM 利用少量载体线程,每个载体线程对应一个 OS 线程,虚拟线程轻量,可创建数千甚至数百万个,JVM 内部管理其生命周期和执行,减少上下文切换,提升并发应用的可扩展性和性能。
  • 线程池与 CPU 调度:传统线程在 CPU 受限场景下,因上下文切换和共享 CPU 时间导致单个操作完成时间长、CPU 利用率低;虚拟线程在纯 CPU 受限工作负载下能充分利用 CPU 核心,减少上下文切换开销,提高性能和 CPU 利用率。
  • 计算对比:在特定 CPU 环境下,传统线程处理 20 个大数字阶乘操作平均每个需 35s,虚拟线程每个约 1.68s。
    重要细节:通过不同线程模型在多种场景下的计算结果对比,展示了虚拟线程在提升性能和利用率方面的优势,如在各种 CPU 核心数和线程池大小情况下的操作时间差异等。最后强调虚拟线程简化开发、提升可观测性和调试性,以及提高并发 CPU 受限操作的吞吐量和响应时间等。
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