Java 的 Loom 项目：通过虚拟线程和结构化任务彻底改变并发性-java教程-PHP中文网

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Loom 项目正在震撼 Java 世界，我很高兴能分享我所学到的知识。 Java 的这一突破性补充就是让并发编程变得更容易、更高效。

Project Loom 的核心引入了虚拟线程。这些是轻量级线程，不会直接映射到操作系统线程，使我们能够毫不费力地创建数百万个线程。这是处理大量并发操作的游戏规则改变者，特别是在 I/O 密集型应用程序中。

让我们深入研究一些代码，看看如何创建和使用虚拟线程：

Runnable task = () -> {
    System.out.println("Hello from a virtual thread!");
};

Thread vThread = Thread.startVirtualThread(task);
vThread.join();

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就这么简单！我们可以像常规线程一样创建虚拟线程，但它们的资源效率更高。

Loom 最酷的事情之一就是结构化并发。这个概念可以帮助我们更轻松地管理相关任务的生命周期。这是一个例子：

try (var scope = new StructuredTaskScope.ShutdownOnFailure()) {
    Future<String> user = scope.fork(() -> fetchUser());
    Future<List<Order>> orders = scope.fork(() -> fetchOrders());

    scope.join();
    scope.throwIfFailed();

    processUserAndOrders(user.resultNow(), orders.resultNow());
}

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在此代码中，我们使用 StructuredTaskScope 来管理两个相关任务。如果任一任务失败，作用域将关闭所有任务。这使得错误处理和取消更加清晰。

现在，您可能想知道如何重构现有代码以使用这些新功能。好消息是，在许多情况下，这非常简单。如果您使用 ExecutorService，通常可以将其替换为 Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()。这将使用虚拟线程而不是平台线程，以最少的代码更改为您提供更好的可扩展性。

Loom 也正在改变我们对传统并发模式的看法。例如，当您可以创建数百万个虚拟线程时，经典的线程池模式就变得不太必要。您无需仔细管理有限的线程池，只需为每个任务创建一个新的虚拟线程即可。

让我们看一个更复杂的示例，看看 Loom 如何在高吞吐量场景中提供帮助：

public class WebServer {
    public void handleRequests(int port) throws IOException {
        try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port)) {
            while (true) {
                Socket socket = serverSocket.accept();
                Thread.startVirtualThread(() -> handleConnection(socket));
            }
        }
    }

    private void handleConnection(Socket socket) {
        try (socket;
             var in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
             var out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true)) {

            String request = in.readLine();
            String response = processRequest(request);
            out.println(response);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private String processRequest(String request) {
        // Simulate some processing time
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        }
        return "Response to: " + request;
    }
}

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在此示例中，我们正在创建一个可以处理许多并发连接的简单 Web 服务器。每个连接都在自己的虚拟线程中处理，使我们能够扩展到大量并发连接，而无需担心线程开销。

需要记住的一件事是，虽然虚拟线程非常适合 I/O 密集型任务，但它们对 CPU 密集型任务没有任何好处。如果您的应用程序受 CPU 限制，您仍然希望将并发限制为可用 CPU 核心的数量。

Project Loom 还引入了延续的概念，这是启用虚拟线程的底层机制。虽然您通常不会直接使用延续，但了解它们可以帮助您掌握虚拟线程在幕后如何工作。

当我们采用 Loom 时，我们需要重新考虑一些性能优化策略。例如，在某些情况下，连接池可能变得不太必要，因为使用虚拟线程创建新连接变得更便宜。

值得注意的是，Loom 并没有替换 java.util.concurrent 包中的所有内容。许多同步原语和并发数据结构仍然很有价值，并且可以与虚拟线程很好地配合。

Project Loom 仍在开发中，一些 API 在最终发布之前可能会发生变化。但是，核心概念是稳定的，您现在可以使用 Java 预览版本开始试验它们。

总之，Project Loom 将彻底改变 Java 中的并发编程。通过使编写可扩展、高效的并发代码变得更加容易，Loom 为构建高性能应用程序开辟了新的可能性。无论您是在开发 Web 服务、数据处理管道还是任何其他并发系统，Loom 都能为您提供帮助。作为 Java 开发人员，我们正在进入一个令人兴奋的并发新时代，我迫不及待地想看看我们将使用这些新工具构建什么。