Java Academy · 课时

平台线程与虚拟线程

Q: 「平台线程与虚拟线程」这节课中我会学到什么？

了解各自适用的场景 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 Java Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

了解各自适用的场景

平台线程与虚拟线程 是 CoddyKit 上的免费 Java Academy 课时。这是第 3 节课，共 4 节。你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。这是 Java Academy 学习路径的一部分，你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 Java Academy 课程共包含 4 节课。

两类线程

Java 现在有两种线程类型。平台线程是围绕 OS 线程的经典封装。虚拟线程轻量且由 JVM 管理。

掌握何时选择哪一种，是编写可扩展并发 Java 程序的核心。

创建平台线程

您可以使用 Thread.ofPlatform() 创建平台线程，它对应于 Thread.ofVirtual()。

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread p = Thread.ofPlatform().name("native-worker").start(() ->
            System.out.println("Platform? " + !Thread.currentThread().isVirtual()));
        p.join();
    }
}

开销对比

平台线程开销较大：

每个线程预留约 1 MB 的栈空间
创建速度慢
数量限制在几千个

虚拟线程开销很低：初始栈很小、创建速度快，可行数量达到数百万。

输入输出密集型工作

如果您的任务大部分时间都在等待网络、磁盘或数据库，虚拟线程的优势会非常明显。

当一个虚拟线程阻塞时，其载体线程会被释放去运行其他线程，因此少量 OS 线程就能服务数千个请求。

CPU 密集型工作

对于始终不会阻塞的纯计算任务，虚拟线程不会带来加速。您会受到核心数的限制。

在这种情况下，使用大小与处理器数量相匹配的固定线程池才是正确的选择。

import java.util.concurrent.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        int cores = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
        try (ExecutorService cpu = Executors.newFixedThreadPool(cores)) {
            Future<Long> f = cpu.submit(() -> {
                long s = 0;
                for (long i = 0; i < 1_000_000L; i++) s += i;
                return s;
            });
            System.out.println("Cores: " + cores + ", sum: " + f.get());
        }
    }
}

模拟阻塞

这段代码展示了许多虚拟线程同时休眠（作为阻塞式输入输出的替代情形）。请试着想象一下让 10,000 个平台线程做同样的事情。

import java.util.concurrent.*;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        AtomicInteger done = new AtomicInteger();
        try (ExecutorService exec = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {
            for (int i = 0; i < 10_000; i++) {
                exec.submit(() -> {
                    try { Thread.sleep(50); } catch (InterruptedException e) {}
                    done.incrementAndGet();
                });
            }
        }
        System.out.println("Finished blocking tasks: " + done.get());
    }
}

守护状态

虚拟线程始终是守护线程，不能改为非守护线程。平台线程默认继承创建者的守护状态，但也可以显式设置。

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread v = Thread.ofVirtual().unstarted(() -> {});
        Thread p = Thread.ofPlatform().unstarted(() -> {});
        System.out.println("virtual daemon: " + v.isDaemon());
        System.out.println("platform daemon: " + p.isDaemon());
    }
}

忽略优先级

虚拟线程始终报告 NORM_PRIORITY 优先级，设置优先级不会产生任何影响。调度由 JVM 处理，而不是由 OS 调度器处理。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Thread v = Thread.ofVirtual().unstarted(() -> {});
        v.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
        System.out.println("Priority is still: " + v.getPriority());
    }
}

选择指南

一个实用的经验法则：

有大量任务需要等待输入输出？使用虚拟线程。
有受 CPU 限制的繁重计算？使用平台线程固定线程池。
需要进行操作系统级线程调优（优先级、亲和性）？使用平台线程。

两者可以共存

您不必为整个程序只选择一种线程。典型应用会使用虚拟线程处理请求，同时使用小型平台线程池处理 CPU 密集型部分。

两者共享相同的 Thread 接口，因此可以无缝混用。

迁移提示

迁移输入输出负载较高的服务时，最小的改动是替换执行器：将固定线程池或缓存线程池替换为 newVirtualThreadPerTaskExecutor()。

但请注意线程固定和 ThreadLocal 滥用问题，下一课将介绍这些内容。

快速检验

请选择虚拟线程能带来最明显收益的工作负载。

回顾

您比较了两种线程模型：

平台线程：开销大、由 OS 支持，最适合 CPU 密集型工作和操作系统级调优
虚拟线程：开销低、由 JVM 管理、始终是守护线程，最适合输入输出密集型并发
两者可以共存并共享相同的接口

下一步：线程固定和 ThreadLocals 带来的陷阱。

常见问题解答

「平台线程与虚拟线程」课时是免费的吗？

是的 — 「平台线程与虚拟线程」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习（内置代码编辑器和全天候 AI 导师）并解锁 Java Academy 课程的其余内容，请升级到 CoddyKit PRO。 Java Academy 课程共包含 4 节课。

「平台线程与虚拟线程」这节课中我会学到什么？

了解各自适用的场景你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 Java Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

学习 Java Academy 需要有经验吗？

无需任何先前经验。CoddyKit 上的 Java Academy 课程适合初学者到高级学习者，你可以从这里开始或从头开始，按照自己的节奏学习。这是第 3 节课，共 4 节。

「平台线程与虚拟线程」课时需要多长时间？

大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动，所以你能稳步进步，并在网页和应用中从离开的地方继续。

我能在这节 Java Academy 课中编写并运行代码吗？

能。每节 Java Academy 课都包含内置代码编辑器，你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码，并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。

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