Spring Boot 性能提升的核武器，速度提升500%！
虛擬線程由 JVM 管理，而非操作系統，因此它們的內存占用和創建成本遠低于傳統線程。理論上，你可以輕松創建數十萬甚至更多的虛擬線程。
虛擬線程是 Java 21 引入的一個新特性，用于簡化并發編程。它與傳統的操作系統線程相比，具有顯著的優勢：
- 輕量級：虛擬線程由 JVM 管理，而非操作系統，因此它們的內存占用和創建成本遠低于傳統線程。理論上，你可以輕松創建數十萬甚至更多的虛擬線程。
- 高并發性：虛擬線程能處理更高并發的場景，特別是 I/O 密集型的應用，適合開發高并發、響應式的應用程序。
- 自動管理：無需手動管理線程池，JVM 會根據負載自動調整虛擬線程的調度，簡化了并發編程的復雜性。
虛擬線程的基礎用法
創建虛擬線程非常簡單。你可以像創建傳統線程一樣啟動虛擬線程，但它的創建與啟動更加輕量：
Thread virtualThread = Thread.ofVirtual().start(() -> {
System.out.println("虛擬線程正在運行");
});
System.out.println("主線程正在運行");虛擬線程的延遲啟動：
Thread virtualThread = Thread.ofVirtual()
.name("虛擬線程")
.unstarted(() -> System.out.println("虛擬線程運行中"));
virtualThread.start();
virtualThread.join(); // 等待虛擬線程完成在Spring Boot中使用虛擬線程
在 Spring Boot 項目中使用虛擬線程需要一些簡單的配置：
圖片
- 確保 Java 版本為 21 或以上。
- 在 pom.xml 中啟用 --enable-preview，以便支持虛擬線程特性。
<plugin>
<groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
<artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
<configuration>
<source>21</source>
<target>21</target>
<compilerArgs>
<arg>--enable-preview</arg>
</compilerArgs>
</configuration>
</plugin>- 在 application.properties 中啟用性能監控工具：
management.endpoints.web.exposure.include=health,info,metrics- 在 Spring Boot 中為 Tomcat 配置虛擬線程執行器：
@Bean
public TomcatProtocolHandlerCustomizer<?> protocolHandlerVirtualThreadExecutorCustomizer() {
return protocolHandler -> protocolHandler.setExecutor(Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor());
}實驗：傳統線程 vs 虛擬線程
1. 創建100,000個線程并執行
傳統線程：
for (int i = 0; i < 100_000; i++) {
Thread thread = new Thread(() -> System.out.println(i));
thread.start();
thread.join();
}執行耗時約 18.6 秒。
虛擬線程：
for (int i = 0; i < 100_000; i++) {
Thread thread = Thread.ofVirtual().unstarted(() -> System.out.println(i));
thread.start();
thread.join();
}執行耗時僅 3.7 秒，性能提升了近 500% 。
2. HTTP 請求性能對比
在高并發場景下，虛擬線程的優勢尤為明顯。我們對比了傳統線程與虛擬線程在處理 HTTP 請求時的表現。
配置 HTTP 線程執行器：
@Bean
public TomcatProtocolHandlerCustomizer<?> protocolHandlerVirtualThreadExecutorCustomizer() {
return protocolHandler -> protocolHandler.setExecutor(Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor());
}請求測試：發送 1600 個 HTTP 請求，400 并發。
- 傳統線程：
請求耗時：9.659 秒
每秒請求數：165.65
- 虛擬線程：
請求耗時：7.912 秒
每秒請求數：202.22
虛擬線程的吞吐量大幅提升，響應時間顯著縮短。
Java性能提升的其他技巧
除了虛擬線程，Java 還有一些其他的性能提升技巧，尤其適用于 Spring Boot 高并發場景：
- 使用并行流：對于 CPU 密集型任務，可以使用并行流（parallelStream()）來利用多核 CPU，提高處理速度。
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
numbers.parallelStream().forEach(number -> {
System.out.println(number * 2);
});- 異步編程與CompletableFuture：對于 I/O 密集型任務，可以使用 CompletableFuture 進行異步處理，減少線程阻塞，提高響應性能。
CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.runAsync(() -> {
// 異步執行任務
System.out.println("異步任務完成");
});
future.join(); // 等待任務完成- 優化數據庫查詢：減少數據庫查詢的次數，使用緩存（如 Redis）來存儲頻繁查詢的數據，減少不必要的 I/O 操作。
- 內存管理優化：通過使用對象池（如 Apache Commons Pool）來管理資源，減少頻繁的對象創建和銷毀，提高內存使用效率。
小結
- 虛擬線程 是 Java 并發編程的革新，它簡化了線程管理，提升了高并發場景下的性能。
- 使用虛擬線程，你可以輕松創建數十萬甚至更多線程，而不會影響應用的性能。
- 在 Spring Boot 中配置虛擬線程非常簡單，只需幾行代碼即可啟用虛擬線程，帶來顯著的性能提升。
- 除了虛擬線程，其他優化技巧（如并行流、異步編程、數據庫查詢優化等）也能有效提升 Java 應用的性能。
通過這些技巧，Spring Boot 應用能夠在高并發場景下表現出更強的性能和更低的響應延遲。
責任編輯：武曉燕
來源：
碼猿技術專欄
