日韩成人免费在线_国产成人一二_精品国产免费人成电影在线观..._日本一区二区三区久久久久久久久不

當前位置:首頁 > 科技  > 軟件

多線程回答的滾瓜爛熟,面試官問我虛線程了解嗎?我說不太了解!

來源: 責編: 時間:2024-04-11 09:05:04 189觀看
導讀Java虛擬線程(Virtual Threads)標志著Java在并發編程領域的一次重大飛躍,特別是從Java 21版本開始。這項新技術的引入旨在克服傳統多線程和線程池存在的挑戰。多線程和線程池在Java中,傳統的多線程編程依賴于Thread類或實

Java虛擬線程(Virtual Threads)標志著Java在并發編程領域的一次重大飛躍,特別是從Java 21版本開始。這項新技術的引入旨在克服傳統多線程和線程池存在的挑戰。Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

多線程和線程池

在Java中,傳統的多線程編程依賴于Thread類或實現Runnable接口。這些線程都是重量級的,因為每個線程都對應一個操作系統級的線程,這意味著線程的創建、調度和銷毀都需要操作系統的深度參與,不僅耗費資源,也消耗時間。Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

圖片圖片Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

為了優化資源使用和提高效率,Java提供了線程池(ExecutorService等)。線程池可以重用固定數量的線程,避免了頻繁創建和銷毀線程的開銷。然而,即使是線程池也無法完全解決上下文切換和資源消耗的問題,尤其是在高并發場景下。此外,大量的線程創建還可能導致OutOfMemoryError。Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

下面是一個線程池OutOfMemoryError的例子:Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

public static void main(String[] args) {    stackOverFlowErrorExample();}private static void stackOverFlowErrorExample() {    for (int i = 0; i < 100_000; i++) {        new Thread(() -> {            try {                Thread.sleep(Duration.ofSeconds(1L));            } catch (InterruptedException e) {                throw new RuntimeException(e);            }        }).start();    }}

圖片圖片Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

虛擬線程引入

為了進一步提高并發編程的效率和簡化開發過程,Java19引入了虛擬線程概念。這些輕量級的線程在JVM的用戶模式下被管理,而不是直接映射到操作系統的線程上。這種設計使得可以創建數百萬個虛擬線程,而對操作系統資源的消耗微乎其微。Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

當代碼調用到阻塞操作時例如 IO、同步、Sleep等操作時,JVM 會自動把 Virtual Thread 從平臺線程上卸載,平臺線程就會去處理下一個虛擬線程,通過這種方式,提升了平臺線程的利用率,讓平臺線程不再阻塞在等待上,從底層實現了少量平臺線程就可以處理大量請求,提高了服務吞吐和 CPU 的利用率。Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

圖片圖片Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

? 操作系統線程(OS Thread):由操作系統管理,是操作系統調度的基本單位。Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

? 平臺線程(Platform Thread):傳統方式使用的Java.Lang.Thread,都是一個平臺線程,是 Java 對操作系統線程的包裝,與操作系統是 1:1 映射。Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

? 虛擬線程(Virtual Thread):一種輕量級,由 JVM 管理的線程。對應的實例 java.lang.VirtualThread 這個類。Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

? 載體線程(Carrier Thread):指真正負責執行虛擬線程中任務的平臺線程。一個虛擬線程裝載到一個平臺線程之后,那么這個平臺線程就被稱為虛擬線程的載體線程。Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

使用虛擬線程

虛擬線程的使用接口與普通線程相似,但創建虛擬線程的方式略有不同。以下是幾種創建和使用虛擬線程的方法:Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

  • 直接創建虛擬線程并運行:
// 傳入Runnable實例并立刻運行:Thread vt = Thread.startVirtualThread(() -> {    System.out.println("Start virtual thread...");    Thread.sleep(10);    System.out.println("End virtual thread.");});
  • 創建虛擬線程但不自動運行,而是手動調用start()開始運行:
// 創建VirtualThread:Thread.ofVirtual().unstarted(() -> {    System.out.println("Start virtual thread...");    Thread.sleep(1000);    System.out.println("End virtual thread.");});// 運行:vt.start();
  • 通過虛擬線程的ThreadFactory創建虛擬線程,然后手動調用start()開始運行:
// 創建ThreadFactory:ThreadFactory tf = Thread.ofVirtual().factory();// 創建VirtualThread:Thread vt = tf.newThread(() -> {    System.out.println("Start virtual thread...");    Thread.sleep(1000);    System.out.println("End virtual thread.");});// 運行:vt.start();

直接調用start()實際上是由ForkJoinPool的線程來調度的。我們也可以自己創建調度線程,然后運行虛擬線程:Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

ExecutorService executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor();// 創建大量虛擬線程并調度:ThreadFactory tf = Thread.ofVirtual().factory();for (int i=0; i<100_000; i++) {    Thread vt = tf.newThread(() -> { ... });    executor.submit(vt);    executor.submit(() -> {        System.out.println("Start virtual thread...");        Thread.sleep(Duration.ofSeconds(1L));        System.out.println("End virtual thread.");        return true;    });}

由于虛擬線程屬于非常輕量級的資源,因此,用時創建,用完就扔,不要池化虛擬線程。Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

虛線程的性能

下面我們測試一下虛線程的性能Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

public static void main(String[] args) {    testWithVirtualThread();    testWithThread(20);    testWithThread(50);    testWithThread(100);    testWithThread(200);    testWithThread(400);}private static long testWithVirtualThread() {    long start = System.currentTimeMillis();    ExecutorService es = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor();    for (int i = 0; i < TASK_NUM; i++) {        es.submit(() -> {            Thread.sleep(100);            return 0;        });    }    es.close();    long end = System.currentTimeMillis();    System.out.println("virtual thread:" + (end - start));    return end;}private static void testWithThread(int threadNum) {    long start = System.currentTimeMillis();    ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(threadNum);    for (int i = 0; i < TASK_NUM; i++) {        es.submit(() -> {            Thread.sleep(100);            return 0;        });    }    es.close();    System.out.println(threadNum + " thread:" + (System.currentTimeMillis() - start));    es.shutdown();}

下面是測試結果:Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

圖片圖片Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

虛線程真是快到飛起!!!Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

虛擬線程的原理

Java的虛擬線程會把任務(java.lang.Runnable實例)包裝到一個 Continuation實例中。當任務需要阻塞掛起的時候,會調用Continuation 的 yield 操作進行阻塞,虛擬線程會從平臺線程卸載。 當任務解除阻塞繼續執行的時候,調用 Continuation.run會從阻塞點繼續執行。下面讓我們結合Thread.ofVirtual().start()來看一下虛線程的實現。Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

當調用start()方法時,會創建一個虛擬線程 var thread = newVirtualThread(scheduler, nextThreadName(), characteristics(), task);Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

static Thread newVirtualThread(Executor scheduler,                                   String name,                                   int characteristics,                                   Runnable task) {        if (ContinuationSupport.isSupported()) {            return new VirtualThread(scheduler, name, characteristics, task);        } else {            if (scheduler != null)                throw new UnsupportedOperationException();            return new BoundVirtualThread(name, characteristics, task);        }    }

核心主要在java.lang.VirtualThread類中。下面是JVM 調用VirtualThread的構造函數:Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

圖片圖片Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

VirtualThread 會初始化一個ForkJoinPool的Executor.Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

private static final ForkJoinPool DEFAULT_SCHEDULER = createDefaultScheduler(); 該方法初始化Executor線程池大小。該Executor 也就是執行器,提供了一個默認的 FIFO 的 ForkJoinPool 用于執行虛擬線程任務。Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

之后創建一個VThreadContinuation對象。該對象存儲作為Runnable對象運行的信息,它確保了每個并發操作都有清晰定義的生命周期和上下文。Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

VThreadContinuation是一種允許程序執行被暫停并在將來某個時刻恢復的機制。虛擬線程利用VThreadContinuation來實現輕量級的上下文切換.Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

最后,該方法調用runContinuation方法。該方法在虛擬線程啟動時被調用。Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

JVM 把虛擬線程分配給平臺線程的操作稱為 mount(掛載),取消分配平臺線程的操作稱為 unmount(卸載)。Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

Continuation 組件十分重要,它既是用戶真實任務的包裝器,同時提供了虛擬線程任務暫停/繼續的能力,以及虛擬線程與平臺線程數據轉移功能,當任務需要阻塞掛起的時候,調用 Continuation 的 yield 操作進行阻塞。當任務需要解除阻塞繼續執行的時候,則調用 Continuation 的 run 恢復執行。Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

總結

虛擬線程是由 Java 虛擬機調度,它的占用空間小,同時使用輕量級的任務隊列來調度虛擬線程,避免了線程間基于內核的上下文切換開銷,因此可以極大量地創建和使用。主要有以下好處:Dbj28資訊網——每日最新資訊28at.com

  • 虛擬線程是輕量級的,它們不直接映射到操作系統的線程,而是由JVM在用戶態進行管理。這種輕量級特性允許在單個JVM實例中同時運行數百萬個虛擬線程。
  • 虛擬線程大大簡化了并發編程的復雜性。開發者可以像編寫順序代碼一樣編寫并發代碼,而無需擔心傳統線程編程中的許多復雜問題,如線程數、同步和資源競爭等。

本文鏈接:http://www.www897cc.com/showinfo-26-82755-0.html多線程回答的滾瓜爛熟,面試官問我虛線程了解嗎?我說不太了解!

聲明:本網頁內容旨在傳播知識,若有侵權等問題請及時與本網聯系,我們將在第一時間刪除處理。郵件:2376512515@qq.com

上一篇: 我們一起理解 React 服務端組件

下一篇: 起飛了,Rust 構建 Spin 微服務框架,毫秒級的冷啟動!

標簽:
  • 熱門焦點
Top 主站蜘蛛池模板: 宾川县| 图片| 平江县| 马关县| 开阳县| 巴南区| 得荣县| 茂名市| 休宁县| 晋江市| 义马市| 科尔| 河南省| 公主岭市| 丽江市| 神池县| 杭锦后旗| 衡东县| 离岛区| 闽清县| 永嘉县| 治县。| 云梦县| 邳州市| 绥化市| 宁国市| 海门市| 宜君县| 股票| 金塔县| 信宜市| 宁波市| 富平县| 漳浦县| 汉沽区| 彝良县| 滦南县| 苍南县| 衡阳市| 平南县| 城市|