Java将增加虚拟线程，挑战Go协程

why_rookie 发布于2021-11-19 11:30 / 2746人阅读

摘要：本周提交的一份增强建议草案要求将虚拟线程作为标准版的一部分进行预览。虚拟线程目的是更好地支持编写和维护高吞吐量并发应用程序。该提案指出，使用虚拟线程不需要学习新的编程模型。

我们知道 Go 语言最大亮点之一就是原生支持并发，这得益于 Go 语言的协程机制。一个 go 语句就可以发起一个协程 (goroutin)。
协程本质上是一种用户态线程，它不需要操作系统来进行调度，而是由用户程序自行管理和调度。它寄存于线程中，系统开销极小，可以显著的提高性能和并发能力。使用协程的优点是运行效率高、编程简单、结构清晰。目前，原生支持协程的语言不是很多。

Oracle 本周提交的一份JDK增强建议（JEP）草案要求将虚拟线程作为Java标准版的一部分进行预览。
虚拟线程类似于 Go 语言的协程，将补充Java的平台线程（代表操作系统线程），采用轻量级的用户模式线程实现，将更有效地利用可用的硬件，并大大降低成本。
虚拟线程目的是更好地支持编写和维护高吞吐量并发应用程序。

该提案指出，线程对于代表一个并发单元（如事务）是很有用的。Java目前对Thread的实现是为每个Java线程消耗一个操作系统线程，而操作系统线程是稀缺和昂贵的。现代服务器的能力可以处理比操作系统线程更多数量级的并发事务。

编写高吞吐量服务器软件的开发者不得不在事务之间共享线程，以有效利用硬件。这是用线程池来完成的，它将线程借给一个又一个事务，以节省为每个事务创建线程的成本。当这还不够时，开发人员开始将线程返回到线程池中，甚至在事务的中间，在等待I/O的时候。但是，这导致了一种异步的编程风格，需要一套独立的、不兼容的API，并使故障排除、调试、观察和分析变得非常困难。

虚拟线程是java.lang.Thread的用户模式实现，它不会阻塞操作系统线程，能够实现接近最佳的硬件利用率。虚拟线程允许高水平的并发，以及高吞吐量，同时程序仍然与Java平台和工具的基于线程的设计相协调。虚拟线程对于平台线程来说，就像虚拟内存对于物理RAM一样：一种通过自动映射到底层物理资源而提供丰富的 "虚拟 "资源的机制。

该提案指出，使用虚拟线程不需要学习新的编程模型。使用Java编写并发应用程序的开发者已经知道这个模型。然而，开发人员需要改变由于线程的高成本而产生的旧习惯，特别是使用线程池，这些线程池只有在它们所汇集的资源稀缺或创建成本高昂时才有用。

虚拟线程是由JDK实现的java.lang.Thread的实例，它允许许多活动实例在同一进程中共存。虚拟线程的语义与平台线程相同，只是它们属于单一的ThreadGroup，不能被枚举。

参考资料:

1. 进程、线程和协程的区别

2. 编程宝库

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