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面试官:为什么没有虚拟线程池?

Java 官方文档明确指出:

Do not pool virtual threads.

虚拟线程不是昂贵资源,永远不应该被池化。

应该为每个任务创建一个新的虚拟线程,它们应该是短暂的、任务级别的。

这是为什么呢?为什么只有虚拟线程 Virtual Thread,却没有虚拟线程池 Virtual Thread Pool 呢?

主要原因

之所以只有虚拟线程是因为,虚拟线程创建成本极低,低到其创建成本远小于线程池的管理成本。

也就是说,线程池的管理成本远远大于虚拟线程的创建成本,所以使用虚拟线程池是一个不划算的操作。

具体来说,传统平台线程的创建涉及分配大量的栈内存(通常~1MB)并与操作系统交互,开销很大。池化是为了复用这些“昂贵”的线程,避免反复申请资源。而虚拟线程由 JVM 在用户态管理,初始栈空间很小(约几百字节),创建和销毁的代价极低,池化带来的收益远小于管理池本身的复杂度。

“用完就扔”比“池化复用”更高效、更简单。一个线程约等于几千个虚拟线程。

一任务一虚线程的理念

官方推荐并为每个任务创建一个全新的虚拟线程,例如通过 Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor(),任务完成后虚拟线程即被丢弃。这种模式代码更清晰,避免了因线程复用可能带来的线程局部变量(ThreadLocal)污染等问题,也无需担心池的大小调优等问题。

最佳实现代码:

// 无需池化 - 直接创建
try (var executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {IntStream.range(0, 10_000).forEach(i -> {executor.submit(() -> {Thread.sleep(Duration.ofSeconds(1));return i;});});
} // 自动关闭(所有虚拟线程完成即销毁)

ExecutorService 并不是一个传统意义上的“池”,你可以把它理解为一个虚拟线程工厂。每次 submit 一个任务,它都会立即创建一个新的虚拟线程来执行该任务,它内部并不维护(一个可复用的)线程队列。

如何限制并发?

单进程百万虚拟线程的情况下, JVM 内存是完全无压力的。如果你还是担心太多的虚拟线程会导致程序崩溃,在特定的场景可以使用 Semaphore 等技术来实现局部限流,例如以下代码这样:

// 使用信号量而非线程池来限制对某个资源的并发访问
Semaphore semaphore = new Semaphore(100000); // 限制最大并发数为100000try (var executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {for (int i = 0; i < 10_000; i++) {executor.submit(() -> {semaphore.acquire(); // 获取许可,若已达上限则阻塞等待try {// 访问受保护的资源或执行需要限流的操作callLimitedService();} finally {semaphore.release(); // 释放许可}});}
}

小结

虚拟线程 Virtual Thread 因为其创建成本极低(约几百字节),所以不会完全不需要使用池化技术来实现,因为池化技术的本质是复用那些“昂贵”的线程,避免反复申请资源的。如果要局部限流虚拟线程可以使用 Semaphore 来实现。

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