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引言#

Project Loom 引入的虚拟线程让 Java 在处理高并发 I/O 时具有天然优势。本文回顾虚拟线程设计、调度策略与当前限制，帮助我们评估迁移路径。

虚拟线程的核心理念#

  • 每个虚拟线程都是 java.lang.Thread 的实例，JVM 维护数百万级别的轻量线程；
  • 使用 ForkJoinPool（VirtualThreadScheduler）调度；
  • 阻塞操作（java.nio.channels）会通过 Continuation 挂起，释放平台线程；
  • 无需重写框架，保持同步代码 style。

API 使用#

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try (var executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {
    IntStream.range(0, 1_000_000).forEach(i ->
        executor.submit(() -> handleRequest(i))
    );
}
  • Thread.startVirtualThread 创建单个虚拟线程；
  • StructuredTaskScope 提供结构化并发解决方案；
  • 需依赖 JDK 19+ 的预览特性。[1]

调度与性能#

  • 阻塞时通过 Continuations 保存状态；
  • LIFO/FIFO 混合调度策略，优先执行本地任务；
  • 与 Kotlin 协程不同，虚拟线程与线程 API 完全兼容；
  • 适合 I/O 密集型、低 CPU 工作负载；
  • 需结合 -Djdk.traceVirtualThread 调试。

当前限制与注意事项#

  • 本地方法、synchronized 阻塞仍占用平台线程；
  • JDK 内部未适配的阻塞 API 可能退化；
  • 观测工具需更新（JFR 支持虚拟线程事件）；
  • 监控线程数时需拉高阈值，避免误报。

实战建议#

  • 对传统线程池应用进行 POC，比较吞吐、延迟；
  • 边车中间件（如 Hystrix）需评估是否支持；
  • 日志 MDC 需适配虚拟线程上下文；
  • 配合 Loom-friendly 框架：Spring Boot 3、Helidon、Micronaut 已在适配中。

总结#

虚拟线程让同步编程模型重回主流。通过结构化并发与现有 API 的无缝集成，我们可以用更低的成本构建海量并发应用。

参考资料#

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