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SpringBoot3虛擬線程 & 反應式(WebFlux) & 傳統Tomcat線程池性能對比

來源：責編：時間：2024-02-01 12:49:24 207觀看

導讀環境：SpringBoot3.2.1 + JDK211. 簡介從Spring Boot 3.2 支持虛擬線程。要使用虛擬線程，需要在 Java 21 上運行，并將屬性 spring.threads.virtual.enabled 設置為 true。啟用虛擬線程后，Tomcat 和 Jetty 將使用虛擬線程處

環境：SpringBoot3.2.1 + JDK21

1. 簡介

從Spring Boot 3.2 支持虛擬線程。要使用虛擬線程，需要在 Java 21 上運行，并將屬性 spring.threads.virtual.enabled 設置為 true。

啟用虛擬線程后，Tomcat 和 Jetty 將使用虛擬線程處理請求。這意味著處理網絡請求的應用程序代碼（如控制器中的方法）將在虛擬線程上運行。

啟用虛擬線程后，applicationTaskExecutor Bean 將成為配置為使用虛擬線程的 SimpleAsyncTaskExecutor。任何使用應用程序任務執行器的地方，如調用 @Async 方法時的 @EnableAsync、Spring MVC 的異步請求處理和 Spring WebFlux 的阻塞執行支持，現在都將使用虛擬線程。

接下來將分別通過傳統阻塞Servlet技術、使用虛擬線程及使用反應式技術WebFlux來分別對比它們的性能。

2. 性能對比

使用虛擬線程 & 傳統Servlet都使用下面的接口：

@RestController@RequestMapping("/task/default")public class TaskDefaultController {  @GetMapping("")  public Object index() throws Exception {    System.out.printf("before - %s%n", Thread.currentThread()) ;    TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100) ;    System.out.printf("after - %s%n", Thread.currentThread()) ;    return "task - default..." ;  }}

先測試下啟用虛擬線程執行情況。

配置：

spring:  threads:    virtual:      enabled: true

控制臺輸出：

before - VirtualThread[#42,tomcat-handler-0]/runnable@ForkJoinPool-1-worker-1after - VirtualThread[#42,tomcat-handler-0]/runnable@ForkJoinPool-1-worker-1

使用的是虛擬線程。

2.1 傳統Tomcat線程池方式

配置線程池，如果不配置使用默認的最大線程200，整體的吞吐量將在2200作用。

server:  tomcat:    threads:      min-spare: 500      max: 1000

初始啟動服務后，內存，CPU占用情況；默認啟動后線程個數與上面配置一致。

圖片

使用jmeter測試，配置如下：

圖片

使用500個線程，循環200次，整體做100000次壓測。后續的測試都會基于該配置進行。

圖片

吞吐量為：4696

內存，CPU占用情況

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2.2 使用虛擬線程

首先開啟虛擬線程

spring:  threads:    virtual:      enabled: true

初始啟動服務后，內存，CPU占用情況

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jmeter測試情況如下：

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吞吐量為：4677，與上面的阻塞Servlet基本差不多。但傳統Tomcat線程池方式需要更多的線程才能達到這一值。

圖片

整個過程內存使用情況，虛擬線程要比傳統Tomcat線程池方式占用的多。

JDK 的虛擬線程調度器是一個工作偷取 ForkJoinPool，以先進先出(FIFO)模式運行。調度器的并行性是指可用來調度虛擬線程的平臺線程數。默認情況下，它等于可用處理器的數量，但可以通過系統屬性 jdk.virtualThreadScheduler.parallelism 進行調整。ForkJoinPool 與普通池不同，普通池用于并行流的實現，并以后進先出模式運行。

調整數量再進行測試，設置JVM參數

-Djdk.virtualThreadScheduler.parallelism=100 -Djdk.virtualThreadScheduler.maxPoolSize=100

設置100個平臺線程來調用虛擬線程。

啟動服務后，線程，內存使用情況。

圖片

jmeter測試結果如下：

圖片

與調整前沒什么區別，反而是增加了應用的線程數量。

2.3 反應式WebFlux

引入依賴

<dependency>  <groupId>org.springframework.boot</groupId>  <artifactId>spring-boot-starter-webflux</artifactId></dependency>

基于webflux，我們需要重新編寫接口測試。

@RestController@RequestMapping("/task/reactor")public class ReactorController {  @GetMapping("")  public Object index() throws Exception {    // 與上面2種方式不同，reactor方式則需要使用delayElement方式來模擬耗時任務    return Mono.just("task - reactor...").delayElement(Duration.ofMillis(100)) ;  }}

初始啟動服務后，內存，CPU占用情況。

圖片

jmeter測試情況如下：

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吞吐量為：4659，與上面的測試結果基本一致。

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內存使用情況要比前面幾種方式占用都少。同時通過jmeter測試結果也能發現，MAX請求的最大響應時間webflux是最小的，Std.Dev：所有請求響應時間的標準差也是最小的（該值越小，平均值越可靠）。

根據測試結果，虛擬線程與webflux誰更勝一籌還不夠清晰，接下來我們結合數據庫操作進行測試。

3. 基于數據庫測試

數據庫數據準備了600w的數據。

圖片

3.1 傳統Tomcat線程池方式

基于JPA進行數據庫的操作

@Entity@Table(name = "t_user")public class User {  @Id  @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)  private Integer uid ;  private String name ;}

Repository接口

public interface UserRepository extends JpaRepository<User, Integer> {}

Controller測試接口

@RestController@RequestMapping("/users")public class UserController {  @Resource  private UserRepository ur ;    @GetMapping("/count")  public User count() {    return ur.findById(5800000).orElse(null) ;  }  }

測試結果：

圖片

3.2 使用虛擬線程

記得開啟虛擬線程，測試結果如下：

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3.3 反應式WebFlux

需要引入如下依賴

<dependency>  <groupId>org.springframework.boot</groupId>  <artifactId>spring-boot-starter-data-r2dbc</artifactId></dependency><dependency>  <groupId>com.github.jasync-sql</groupId>  <artifactId>jasync-r2dbc-mysql</artifactId>  <version>2.1.24</version></dependency>

配置

spring:  r2dbc:    url: r2dbc:mysql://localhost:3306/batch?serverZnotallow=GMT%2B8&sslMode=DISABLED    username: root    password: xxxooo    pool:      initialSize: 100      maxSize: 100      max-acquire-time: 30s       max-idle-time: 30m

實體定義，這里的注解與jpa不一樣

@Table("t_user")public class User {    @Id  private Integer uid ;  private String name ;}

Repository定義

public interface UserR2DBCRepository extends ReactiveCrudRepository<User, Integer> {}

Controller接口

@RestController@RequestMapping("/r2dbc")public class UserR2DBCController {  @Resource  private UserR2DBCRepository ur ;    @GetMapping("/users")  public Mono<User> count() {    return ur.findById(5800000)  ;  }  }

測試結果

圖片

根據測試結果來，webflux的整體性能遠遠高于虛擬線程及傳統tomcat線程池的方式。

以上是本篇文章全部內容，希望對你有幫助。

完畢！！！

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