虛擬線程是 Java 語言中實現的一種輕量級線程，在 Java 項目中可以減少編寫、維護和調試高吞吐量并發應用程序的工作量。

有關虛擬線程的背景介紹，大家可以參閱 JEP 444。

https://openjdk.java.net/jeps/444

在操作系統中，線程是其可調度的最小處理單元。同一時刻會有很多線程同時運行，但它們之間基本相互獨立運行。

在 Java 中，操作線程的相關 API 都在 java.lang.Thread 類中。在 Java 21 以后，線程有兩種，一種是平臺線程，一種是虛擬線程。

本文大綱

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什么是平臺線程？

平臺線程被實現為操作系統線程的簡單包裝器。平臺線程上運行的 Java 代碼，在其底層邏輯上，其實就是運行在操作系統的線程上，并且平臺線程在其整個生命周期內都與操作系統線程一一對應。

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因此在 Java 項目中，可用平臺線程的數量依賴于操作系統線程的數量。根據操作系統和 JVM 啟動參數配置的不同，創建一個平臺線程默認會消耗 1 MB 的空間。

因此平臺線程的資源相當寶貴，我們無法大量的創建平臺線程。

在 Java 21 虛擬線程出來以前，可能大家都沒聽說過平臺線程，那么到底什么是平臺線程嘞？這里我給大家一句話解釋清楚。

在 Java 21 虛擬線程出來以前，Java 所提供的線程都是平臺線程，一個線程對應一個操作系統線程，并且平臺線程很珍貴，不能大量創建。（大家為了節約線程資源，也就有了線程池的概念）

什么是虛擬線程？

與平臺線程一樣，虛擬線程也是 java.lang.Thread 的一個實例對象。但是，虛擬線程并不依賴于特定的操作系統線程。

虛擬線程底層仍然在操作系統的線程上運行代碼。但是與平臺線程不相同的是，在平臺線程中運行的代碼調用阻塞 I/O 操作時，JVM 就會掛起該平臺線程（也就會掛起操作系統線程），直到阻塞 I/O 可以恢復為止。

而在虛擬線程中調用阻塞 I/O 操作時，JVM 雖然也會掛起該虛擬線程，但是與平臺線程不同的是，被掛起虛擬線程關聯的操作系統線程是可以為其他虛擬線程繼續服務的。

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虛擬線程的實現方式與虛擬內存類似。為了模擬大量內存，操作系統將較大的虛擬地址空間映射到有限的 RAM。同樣，為了模擬大量線程，Java 運行時將大量虛擬線程映射到少量操作系統線程。

因此與平臺線程消耗的資源很多不同，虛擬線程在使用時只需要很少的內存資源。單個 JVM 就可以輕松創建數百萬個虛擬線程。

使用虛擬線程是，通常建議調用堆棧不要過深，只執行單個 HTTP 客戶端調用或單個 JDBC 查詢即可。盡管虛擬線程支持線程局部變量和可繼承的線程局部變量，但我們應該仔細考慮后再使用它們，因為單個 JVM 可能運行數百萬個虛擬線程。

虛擬線程適合用于運行有大量阻塞 I/O 操作的任務，而不是長時間運行的 CPU 密集型任務。

為什么建議使用虛擬線程？

在高吞吐量、高并發應用程序中推薦使用虛擬線程，尤其是那些包含大量并發任務且大部分時間都在等待阻塞 I/O 操作的應用程序中。

使用虛擬線程可以讓應用程序就算使用同步阻塞 API，也能對操作系統的硬件資源利用達到近乎完美水平。

可以說，虛擬線程的引入，以后程序員就算是使用 Java 中同步阻塞 API 也可以開發出高性能、高吞吐量的應用程序。

最后總結一下，虛擬線程是一種輕量級線程，帶給了程序員一種新的編程體驗。

編寫高性能、高吞吐量應用程序時使用虛擬線程配合同步阻塞 API 就能得到與異步編程模型相媲美的性能，并且避免了異步編程模型的編程復雜度。比如在 Spring Boot3.2 中，Tomcat 就可以通過啟用虛擬線程帶來可觀的性能提升。