在 Java 中，虚拟线程（Virtual Threads） 是 JDK 19 引入的预览功能，并在 JDK 21 中正式发布。Spring Boot 从 3.2 版本开始支持虚拟线程，可以有效提升并发性能。下面我详细讲解如何在 Spring Boot 应用中使用虚拟线程并行处理 REST 请求。
一、虚拟线程简介
传统 Java 应用使用操作系统的平台线程来处理并发任务，容易受到线程数限制。虚拟线程是轻量级线程，不直接映射到操作系统线程。它们的创建和切换成本更低，非常适合 I/O 密集型场景。
使用虚拟线程的好处：
- 高并发：支持大量线程（百万级别）。
- 简单的编码模型：开发者无需复杂异步代码（如 CompletableFuture）。
- 减少线程阻塞：在 I/O 阻塞时，虚拟线程会自动挂起，不影响其他线程。
二、在 Spring Boot 项目中启用虚拟线程
1. 环境准备
- Java 21+（确保 JDK 支持虚拟线程）
- Spring Boot 3.2+（该版本开始支持虚拟线程）
2. Maven 依赖
<properties>
<java.version>21</java.version>
<spring-boot.version>3.2.0</spring-boot.version>
</properties>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
</dependencies>
三、虚拟线程配置
默认情况下，Spring Boot 使用 Tomcat 作为容器，采用平台线程模型。要启用虚拟线程，我们需要配置 Executor 来使用虚拟线程。
1. 使用 VirtualThreadPerTaskExecutor
Spring 提供了一个 VirtualThreadPerTaskExecutor 工具类，它让每个请求都运行在独立的虚拟线程中。
配置代码：
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.core.task.TaskExecutor;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor;
import java.util.concurrent.Executors;
@Configuration
public class VirtualThreadConfig {
@Bean
public TaskExecutor taskExecutor() {
// 使用虚拟线程池
return new TaskExecutor() {
private final var executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor();
@Override
public void execute(Runnable task) {
executor.execute(task);
}
};
}
}
2. 配置 Spring Boot 使用虚拟线程执行器
在 application.properties 中，配置 Spring Boot 使用我们定义的虚拟线程执行器：
spring.task.execution.pool.enabled=false # 禁用默认线程池
四、REST 控制器使用虚拟线程并发处理
下面是一个简单的 REST 控制器示例，每个请求都将在虚拟线程中执行。
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
@RestController
@RequestMapping("/api")
public class DemoController {
@GetMapping("/hello")
public String hello() throws InterruptedException {
// 模拟一个耗时操作
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
return "Hello from Virtual Thread!";
}
@GetMapping("/parallel")
public String parallel() throws InterruptedException {
// 使用多个虚拟线程并行处理
var task1 = Thread.startVirtualThread(() -> {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println("Task 1 Completed");
});
var task2 = Thread.startVirtualThread(() -> {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println("Task 2 Completed");
});
// 等待所有任务完成
task1.join();
task2.join();
return "Parallel Tasks Completed!";
}
}
解释：
hello方法：在虚拟线程中模拟了一个 2 秒的耗时操作。parallel方法：使用两个虚拟线程并行执行任务，并在任务完成后返回结果。
五、性能测试与分析
- 高并发测试：使用工具（如 Apache JMeter）模拟大量请求，并观察系统在虚拟线程模式下的性能表现。
- 监控与诊断：在 Spring Boot 中可以集成 Micrometer 和 Prometheus 监控虚拟线程的执行情况。
六、总结
使用虚拟线程后，Spring Boot 应用可以更高效地处理大量并发请求，代码也更加简洁。在 I/O 密集型场景中（如调用外部 API 或数据库查询），虚拟线程的效果尤为明显。
你可以在已有的 Spring Boot 项目中逐步启用虚拟线程，并根据业务需求调整并发模型。如果你还想了解更深入的虚拟线程机制或示例代码，请告诉我。
