JDK19推出了幾個新的特性，其中最具有特點的有以下幾個。Ede28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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1. 記錄模式（預(yù)覽版）：使用記錄模式增強Java編程語言以解構(gòu)記錄值，可以嵌套記錄模式和類型模式，實現(xiàn)強大的、聲明性的和可組合的數(shù)據(jù)導(dǎo)航和處理形式。這是一個預(yù)覽語言功能。
2. Linux/RISC-V移植：將JDK移植到Linux/RISC-V，目前僅支持RISC-V的RV64GV配置（包含向量指令的通用64位ISA）。將來可能會考慮支持其他RISC-V配置，例如通用32位配置(RV32G)。
3. 外部函數(shù)和內(nèi)存API（預(yù)覽版）：引入一個API，Java程序可以通過該API與Java運行時之外的代碼和數(shù)據(jù)進行互操作。這是一個預(yù)覽版API。
4. 虛擬線程（預(yù)覽版）：將虛擬線程引入Java平臺。虛擬線程是輕量級線程，可顯著地減少編寫、維護和觀察高吞吐量并發(fā)應(yīng)用程序的工作量。
5. 結(jié)構(gòu)化并發(fā)（培養(yǎng)階段）：旨在通過結(jié)構(gòu)化并發(fā)API簡化多線程編程。這種并發(fā)性將在不同線程中運行的多個任務(wù)視為單個工作單元，以簡化錯誤處理和取消，提高了可靠性和可觀察性。這個特性來自Project Loom，它引入了一個新的輕量級并發(fā)模型。

我們看到其中有一個比較值得關(guān)注的那就是新增了虛擬線程。到底什么是虛擬線程，和我們現(xiàn)在使用的線程有啥區(qū)別呢？Ede28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

線程的實現(xiàn)方式

在操作系統(tǒng)中，線程是比進程更輕量級的調(diào)度執(zhí)行單位，線程的引入可以把一個進程的資源分配和執(zhí)行調(diào)度分開，各個線程既可以共享進程資源，又可以獨立調(diào)度。Ede28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

線程的實現(xiàn)方式主要有三種：分別是使用內(nèi)核線程實現(xiàn)、使用用戶線程實現(xiàn)以及使用用戶線程加輕量級進程混合實現(xiàn)。Ede28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

「使用內(nèi)核線程實現(xiàn)」:內(nèi)核線程（Kernel-Level Thread，KLT）直接由操作系統(tǒng)內(nèi)核支持，由內(nèi)核完成線程切換，內(nèi)核通過操縱調(diào)度器對線程進行調(diào)度，并負責將線程的任務(wù)映射到各個處理器上，同時向應(yīng)用程序提供API接口來管理線程。應(yīng)用程序一般不直接使用內(nèi)核線程，而是使用內(nèi)核線程的一種高級接口——輕量級進程（Light Weight Process，LWP）。Ede28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

應(yīng)用程序一般不會直接去使用內(nèi)核線程，而是去使用內(nèi)核線程的一種高級接口——輕量級進程（Light Weight Process,LWP），輕量級進程就是我們通常意義上所講的線程，由于每個輕量級進程都由一個內(nèi)核線程支持，因此只有先支持內(nèi)核線程，才能有輕量級進程。Ede28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

有了內(nèi)核線程的支持，每個輕量級進程都成為一個獨立的調(diào)度單元，即使有一個輕量級進程在系統(tǒng)調(diào)用中阻塞了，也不會影響整個進程繼續(xù)工作。Ede28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

但是輕量級進程具有它的局限性：首先，由于是基于內(nèi)核線程實現(xiàn)的，所以各種線程操作，如創(chuàng)建、析構(gòu)及同步，都需要進行系統(tǒng)調(diào)用。而系統(tǒng)調(diào)用的代價相對較高，需要在用戶態(tài)（User Mode）和內(nèi)核態(tài)（Kernel Mode）中來回切換。其次，每個輕量級進程都需要有一個內(nèi)核線程的支持，因此輕量級進程要消耗一定的內(nèi)核資源（如內(nèi)核線程的棧空間），因此一個系統(tǒng)支持輕量級進程的數(shù)量是有限的。Ede28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

「使用用戶線程實現(xiàn)」:在用戶空間建立線程庫，通過運行時系統(tǒng)完成線程的管理。這種實現(xiàn)方式下，一個進程和線程之間是一對多的關(guān)系。其優(yōu)點是線程切換快，并且可以運行在任何操作系統(tǒng)之上，只需要實現(xiàn)線程庫即可。Ede28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

這種實現(xiàn)方式下，一個進程和線程之間的關(guān)系是一對多的。Ede28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

這種線程實現(xiàn)方式的優(yōu)點是線程切換快，并且可以運行在任何操作系統(tǒng)之上，只需要實現(xiàn)線程庫就行了。但是缺點也比較明顯，就是所有線程的操作都需要用戶程序自己處理，并且因為大多數(shù)系統(tǒng)調(diào)用都是阻塞的，所以一旦一個進程阻塞了，那么進程中的所有線程也會被阻塞。還有就是多處理器系統(tǒng)中如何將線程映射到其他處理器上也是一個比較大的問題。Ede28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

「使用用戶線程加輕量級進程混合實現(xiàn)」:這種實現(xiàn)方式結(jié)合了上述兩種方式的優(yōu)點，既具有用戶線程實現(xiàn)方式的線程切換快的優(yōu)點，也具有內(nèi)核線程實現(xiàn)方式的操作系統(tǒng)支持性好的優(yōu)點。Ede28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

「Java線程的實現(xiàn)方式」Java作為一門跨平臺的編程語言，實際上他的線程的實現(xiàn)其實是依賴具體的操作系統(tǒng)的。而比較常用的windows和linux來說，都是采用內(nèi)核線程的方式實現(xiàn)的。也就是說，當我們在JAVA代碼中創(chuàng)建一個Thread的時候，其實是需要映射到操作系統(tǒng)的線程的具體實現(xiàn)的，因為常見的通過內(nèi)核線程實現(xiàn)的方式在創(chuàng)建、調(diào)度時都需要進行內(nèi)核參與，所以成本比較高，盡管JAVA中提供了線程池的方式來避免重復(fù)創(chuàng)建線程，但是依舊有很大的優(yōu)化空間。而且這種實現(xiàn)方式意味著受機器資源的影響，平臺線程數(shù)也是有限制的。Ede28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

虛擬線程

JDK19引入的虛擬線程，虛擬線程是輕量級線程，主要用于實現(xiàn)高吞吐量的并發(fā)應(yīng)用程序。與傳統(tǒng)的線程相比，虛擬線程具有更低的創(chuàng)建和銷毀成本，可以更好地利用系統(tǒng)資源。Ede28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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虛擬線程的主要優(yōu)勢:Ede28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

1. 高并發(fā)性：由于虛擬線程的創(chuàng)建和銷毀成本低，因此可以在短時間內(nèi)創(chuàng)建大量的虛擬線程，實現(xiàn)高并發(fā)處理。
2. 資源利用率高：虛擬線程可以共享同一個進程的資源，如內(nèi)存空間、文件描述符等，避免了資源的浪費，提高了系統(tǒng)的資源利用率。
3. 易于管理和觀察：虛擬線程是輕量級的，其創(chuàng)建、切換和管理都更加簡單和快速。此外，由于虛擬線程共享同一個進程的資源，因此可以使用現(xiàn)有的工具和框架來觀察和管理虛擬線程。

「虛擬線程與平臺線程的區(qū)別」:Ede28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

1. 虛擬線程是守護線程，不能通過setDaemon(false)方法將其更改為非守護線程。當所有啟動的非守護進程線程都終止時，JVM將終止，這意味著JVM不會等待虛擬線程完成后才退出。
2. 虛擬線程的優(yōu)先級始終為normal，并且不能通過setPriority()方法更改。在虛擬線程上調(diào)用此方法沒有效果。
3. 虛擬線程不支持stop()、suspend()或resume()等方法。在虛擬線程上調(diào)用這些方法將拋出UnsupportedOperationException異常。
4. 虛擬線程并不與特定的操作系統(tǒng)線程綁定，其與操作系統(tǒng)線程的映射關(guān)系比例也不是1:1，而是m:n。虛擬線程通常是由Java運行時來調(diào)度的，而不是操作系統(tǒng)。當在虛擬線程中運行的代碼調(diào)用阻塞的I/O操作時，Java運行時會將虛擬線程掛起，直到其可以恢復(fù)為止。

「如何使用虛擬線程」:通過Thread.startVirtualThread()可以運行一個虛擬線程：Ede28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

Thread.startVirtualThread(() -> {    System.out.println("虛擬線程執(zhí)行中...");});

通過Thread.Builder也可以創(chuàng)建虛擬線程，Thread類提供了ofPlatform()來創(chuàng)建一個平臺線程、ofVirtual()來創(chuàng)建虛擬現(xiàn)場。Ede28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

Thread.Builder platformBuilder = Thread.ofPlatform().name("平臺線程");Thread.Builder virtualBuilder = Thread.ofVirtual().name("虛擬線程");Thread t1 = platformBuilder .start(() -> {...}); Thread t2 = virtualBuilder.start(() -> {...});

線程池也支持了虛擬線程，可以通過Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()來創(chuàng)建虛擬線程:Ede28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

try (var executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {    IntStream.range(0, 10000).forEach(i -> {        executor.submit(() -> {            Thread.sleep(Duration.ofSeconds(1));            return i;        });    });}

其實并不建議虛擬線程和線程池一起使用，因為Java線程池的設(shè)計是為了避免創(chuàng)建新的操作系統(tǒng)線程的開銷，但是創(chuàng)建虛擬線程的開銷并不大，所以其實沒必要放到線程池中。Ede28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

「性能差異」從Runnable創(chuàng)建10000個線程，并使用虛擬線程和平臺線程執(zhí)行它們，以比較兩者的性能。Ede28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

final AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger();Runnable runnable = () -> {  try {    Thread.sleep(Duration.ofSeconds(1));  } catch(Exception e) {      System.out.println(e);  }  System.out.println("Work Done - " + atomicInteger.incrementAndGet());};

傳統(tǒng)線程實現(xiàn):Ede28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

Instant start = Instant.now();try (var executor = Executors.newFixedThreadPool(100)) {  for(int i = 0; i < 10_000; i++) {    executor.submit(runnable);  }}Instant finish = Instant.now();long timeElapsed = Duration.between(start, finish).toMillis();  System.out.println("總耗時 : " + timeElapsed);

虛擬線程實現(xiàn):Ede28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

Instant start = Instant.now();try (var executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {  for(int i = 0; i < 10_000; i++) {    executor.submit(runnable);  }}Instant finish = Instant.now();long timeElapsed = Duration.between(start, finish).toMillis();  System.out.println("總耗時 : " + timeElapsed);

最終結(jié)果:Ede28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

總耗時 : 102323總耗時 : 1674

100秒和1.6秒的差距，虛擬線程的性能提升還是比較大的。Ede28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

Java虛擬線程相對于傳統(tǒng)線程具有更好的性能表現(xiàn)，特別是在高并發(fā)場景下。但是需要注意的是，虛擬線程并不是萬能的，過度使用虛擬線程也可能會導(dǎo)致其他問題，如線程數(shù)量過多、線程間通信和同步問題等。Ede28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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