Java虚拟线程实践指南-CFANZ编程社区

最近在优化一个后台任务调度系统时，我遇到了个典型问题：系统需要同时处理上万条定时任务，但用传统线程池时，线程数超过2000就开始频繁OOM。直到把代码迁移到虚拟线程，同样的服务器配置，轻松支撑了10万级并发任务——这就是Java 19引入的虚拟线程（Virtual Threads）带来的改变。

为什么需要虚拟线程？

传统Java线程（平台线程）与操作系统线程一对一映射，创建1万个线程就会占用数GB内存（每个线程默认栈大小1MB）。而虚拟线程由JVM管理，栈内存按需分配，创建百万级线程也不会压垮系统。

最适合虚拟线程的场景是I/O密集型任务：比如数据库查询、HTTP调用、文件读写等。这些操作中线程大部分时间在等待，虚拟线程会在等待时自动"让出"底层平台线程，让其他虚拟线程可以复用，大幅提高资源利用率。

快速上手：创建虚拟线程的三种方式

1. 直接通过Thread构建

// 创建并启动虚拟线程
Thread virtualThread = Thread.ofVirtual()
    .name("order-process-")
    .start(() -> {
        processOrder(); // 处理订单的I/O密集型操作
    });
virtualThread.join();

2. 使用ExecutorService批量管理

// 创建虚拟线程池
try (ExecutorService executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {
    // 提交10万个任务
    for (int i = 0; i < 100000; i++) {
        executor.submit(() -> {
            fetchDataFromDB(); // 数据库查询
            return null;
        });
    }
} // try-with-resources会自动关闭线程池

3. 改造现有线程池代码

如果项目中已有Executors.newFixedThreadPool()，只需替换为虚拟线程池：

// 旧代码：平台线程池
ExecutorService oldExecutor = Executors.newFixedThreadPool(100);

// 新代码：虚拟线程池（保持相同的API）
ExecutorService newExecutor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor();

避坑指南：虚拟线程的那些"坑"

1. 不要用ThreadLocal存储大对象

虚拟线程数量极多，每个线程的ThreadLocal都会占用内存。曾见过一个案例：在虚拟线程中用ThreadLocal缓存500KB的数据，10万个线程直接吃掉50GB内存。建议改用ScopedValue（Java 20预览特性）：

// 替代ThreadLocal的方案
static final ScopedValue<String> USER_CONTEXT = ScopedValue.newInstance();

// 使用方式
ScopedValue.where(USER_CONTEXT, "admin")
    .run(() -> {
        // 业务逻辑中获取上下文
        String user = USER_CONTEXT.get();
    });

2. 避免长时间阻塞的synchronized块

虚拟线程在synchronized块内阻塞时，不会释放底层平台线程，可能导致"线程 pinning"问题。改用ReentrantLock更安全：

// 不推荐
synchronized (lock) {
    // 长时间阻塞操作
    slowIOOperation();
}

// 推荐
ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
try {
    slowIOOperation();
} finally {
    lock.unlock();
}