千呼万唤始出来 JDK 21 LTS, 久等了

平地起惊雷!!!

你可以称呼它为:JDK 8 之后的神,它也是很多人认为的 JDK 8 之后,最值得升级的版本。

以前大家都说:

他发任他发,我用JAVA 8

抱歉,这次JDK 21 我不得不使用了


已知使用较为广泛的几个 LTS版本是 (Long Term Support) :

  • JDK 8 LTS
  • JDK 11 LTS
  • JDK 17 LTS

那么为什么非得是 JDK 21呢?

英雄的迟暮

  • ...
  • Kafka 宣布弃用 Java 8 ...
  • Jenkins 宣布弃用 Java 8 ...
  • Spring6 强依赖 Java 17 ...
  • Elasticsearch 使用的JDK 也不是 JDK8
  • ......

JDK 8 的地位并非无可撼动的,如下所示为某个机构统计的,近几年一些线上 JAVA 应用使用的 JDK 版本情况:

  • LTS j8 已经从 84% 一路迭到了 32%

  • 而另两个 LTS 版本 J_11 和 J_17 的使用情况都有了长足的进步

所以别傻了,可能只有你在坚守JDK 8,你的小伙伴可能都已经转投别人温暖的怀抱了

JDK 21 LTS 可是迎来了史诗级的增强(后边详述),它的表现一定不会比 JDK_11 和 JDK_17弱。

spring系列作为绑定JAVA的头号玩家,期待 Spring 的下一个大版本。

变革的大幕已经拉开,车轮已经开始滚滚先前; 昨日之日或西垂,夺目新日将大展光芒。

大人时代变了

JDK 21他来真的了,下边是我们的主角闪亮登场:

曾经在JDK 19中作为预览的虚拟线程,在JDK 21 LTS 中成为正式功能了

[PS * JDK 21 除了 虚拟线程 ,其实还有不少别的特性,但是我感觉都属于真正的平平无奇的水平,只有 虚拟线程 值得大动干戈。]

犹记得曾经阅读读 《深入理解Java虚拟机》一书时,关于Java 并发编程模型的章节,了解了 JAVA 的并发编程模型现状后,纯纯的 GoLang 薄纱啊,故此实引为一大遗憾。当时书中提到 JAVA 官方启动了 Loom 项目来弥补这一缺憾,当时都只觉得是在忽悠,这么多年的问题了,哪儿能那么容易解决呢,怕是画了老大一个饼吧? 虽然是耿耿于怀,之后老长时间没有关注它了,然后,突然某天看到JDK 21来了, 虚拟线程 成为了正式功能了,当时看到这个消息时还是挺开心的

问题一: 不就是上下文切换么,我配置好线程池不就够了?

  • 设置线程池在一定程度上,确实可以减少上下文切换,但是除了创建线程、线程销毁,线程的生命周期中的其它操作呢?

问题二,屎山怎么办?

  • 屎山没必要动它,原样维持呗,可别给我说你本地装了 j21 之后j8 的项目就没办法跑起来了
  • 而且现在【微服务 + 容器平台】那么火爆,这同样也是解决之道啊

JDK 21 LTS 前 JAVA并发编程模型

JAVA 21之前的版本,用户态(JVM 态)下,JDK的并发编程模型的是,JVM线程与操作系统的内核线程 1:1 实现,缺点是在用户态(JVM态)下的每一个线程的,挂起、唤醒、销毁等调度操作,都会直接作用到操作系统的内核线程上。

  • LWP (Light Weight Process) 轻量级进程, 也就是JDK 21 之前版本中 JAVA 线程了
  • KLT (kernel Level Thread) 操作线程内核线程

LWP 与 KLT 之间是一对一的

从JVM 发起对内核线程的调度,相对来说是一个非常重的操作,资源消耗严重。

关于资源消耗,例如:

  • LWP (轻量级进程) 会消耗一定的内核资源,比如内核线程的栈空间,因此操作系统支持的轻量级进程是有限的。
  • 高损耗的内核线程调度,它直接影响高并发场景下,多个线程的执行效率,所以之前偶尔听到流传的一个说法: Java业务为王,GoLang高并发称雄。

JDK 21 LTS 中的 JAVA 并发编程模型

而到了JDK 21 LTS 中引入的 虚拟线程 呢,到了这里并发编程模型的实现发生了变化:

JVM 态线程跟操作系统内核态线程不再 {1:1} 实现,而是 { [1 (操作系统内核线程)] : [N (JVM 虚拟线程 )] }。这样在JVM态下,对每个 虚拟线程 的创建、调度、切换、销毁等操作,不再直接高度依赖操作系统内核线程,所以高并发场景下,线程的执行效率会有很大提升。

  • UT: user thread 用户线程,也可以称呼它:虚拟线程

其实 GoLang 的协程就是类似 虚拟线程 的东西;不过 JAVA 的 虚拟线程 跟 GoLang 的协程还是有区别的:

  • GoLang 的协程支持跨核(cpu),内存管理更优
  • Java 的虚拟线程不支持跨核,但是执行的效率更佳

具体要怎么选择,就是仁者见仁智者见智了。




回到前边提到的关于线程池的问题上来

虚拟线程 VS 线程池

先明确两个概念:

  - 轻量级进程:也就是 JDK 21 之前的 JAVA 线程,它的上下文切换直接关联到操作系统内核上。

  - 虚拟线程:JDK 21 新特性,纯JVM 用户态下的东西,它的执行、调度... 等操作不会强关联系统内核

线程池大行其道的原因:

  • 每个 轻量级进程 的创建,都会直接去操作,操作系统的内核线程,并竞争CPU 的时间分片。所以聪明的大佬们想到了一个办法就是引入线程池,这样就可以大量节省去调度操作系统内核线程,执行 轻量级进程 创建、线程注销相关的操作开销了。

  • JDK 21 之前 轻量级进程 自身占用的内存很高,也是线程池能够大行其道的原因之一,常见的64位的操作系统上一个 轻量级进程 默认占用 1MB 的内存空间。

但是即使有了线程池,还是指标不治本。 轻量级进程 除了创建、销毁之外,还有:挂起、唤醒 ...... 等等一系列的操作的上下文切换还是要依赖操作系统内核来完成的。由于线程池是复用的,线程池的每个 轻量级进程 会经历无数次的挂起、唤醒、执行CPU 时间分片, 直至 轻量级进程 被线程池剔除。

然后就是 虚拟线程 了,它彻底解决了这些难点问题:

  • 基于用户态实现的并发编程模型,决定了 虚拟线程 调度,不再强依赖系统内核
  • 虚拟线程 空间占用极小,默认只有几百字节;设备同等内存大小时,创建的 虚拟线程 数很搞不好可以达到 轻量级进程 数的指数倍。

The Last

总结来说就是:

减少了直接对操作系统内核线程的调度,将并发模型从操作系统内核 {1:1} 实现,转变为 {1:N} 实现,虚拟线程将完全由 JVM 自管理,执行效率,资源利用率都将得到提升。

综上所述直接吹爆 JDK 21,因为从 虚拟线程 开始,Java 在高并发领域也获得了入场券。越是了解JVM 并发编程的模型的人,越会知道 虚拟线程 的重量。

连挤牙膏式的 JDK 11 LTSJDK 17 LTS 使用量都能上去,凭什么作为王牌的 JDK 21 LTS 会上不去?




从旧线程迁移到虚拟线程需要注意的事项

1、忘记线程池,旧时代的良药,新时代的糟粕罢了。

2、慎用 ThreadLocal 尤其是高并发场景,如果不能合理使用它,搞不好就是内存溢出。

posted @ 2023-09-26 07:51  bokerr  阅读(5082)  评论(20编辑  收藏  举报