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SpringBoot3使用虛擬線程一定要小心了

來源: 責(zé)編: 時(shí)間:2024-05-11 09:21:24 284觀看
導(dǎo)讀環(huán)境:SpringBoot3.2.5 + JDK211.簡介SpringBoot從3.2.0-M1版本開始支持虛擬線程。虛擬線程是JDK 21版本正式發(fā)布的一個(gè)新特性,它與平臺(tái)線程的主要區(qū)別在于虛擬線程在運(yùn)行周期內(nèi)不依賴操作系統(tǒng)線程,而是與硬件脫鉤,因此被

環(huán)境:SpringBoot3.2.5 + JDK219FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

1.簡介

SpringBoot從3.2.0-M1版本開始支持虛擬線程。虛擬線程是JDK 21版本正式發(fā)布的一個(gè)新特性,它與平臺(tái)線程的主要區(qū)別在于虛擬線程在運(yùn)行周期內(nèi)不依賴操作系統(tǒng)線程,而是與硬件脫鉤,因此被稱為“虛擬”。這種解耦是由JVM提供的抽象層賦予的,使得虛擬線程的運(yùn)行成本遠(yuǎn)低于平臺(tái)線程,并且可以消耗更少的內(nèi)存。因此,從SpringBoot 3.2.0-M1開始,通過使用虛擬線程,提升系統(tǒng)的整體性能。9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

虛擬線程在項(xiàng)目中應(yīng)用時(shí)你稍不注意就可能出現(xiàn)問題。本篇文章將要講述的是在非Web應(yīng)用的情況下使用虛擬線程出現(xiàn)的問題(并非BUG)。9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

2. 實(shí)戰(zhàn)案例

注意:本案例是非Web應(yīng)用。只要你不要引入spring-boot-starter-web模塊或者下面配置后都將以非web模式下運(yùn)行。9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

public static void main(String[] args) {  new SpringApplicationBuilder()    .sources(SpringbootNonWebApplication.class)    // 即便引入了web模塊,但這里設(shè)置為非web應(yīng)用    .web(WebApplicationType.NONE)    .run(args) ;}

非web應(yīng)用,啟動(dòng)容器后并不會(huì)啟動(dòng)嵌入式的web server,如果你當(dāng)前應(yīng)用中并沒有其它線程執(zhí)行(非守護(hù)線程),那么程序?qū)⒆詣?dòng)停止(啟動(dòng)即停止)。9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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啟動(dòng)完后自動(dòng)停止。9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

2.1 啟動(dòng)定時(shí)任務(wù)

在一個(gè)非web環(huán)境下啟動(dòng)定時(shí)任務(wù):9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

@Componentpublic class TaskComponent {  @Scheduled(fixedRate = 3000)  public void task1() throws Exception {    System.out.printf("當(dāng)前執(zhí)行線程: %s%n", Thread.currentThread()) ;    // TODO 執(zhí)行任務(wù)    TimeUnit.SECONDS.sleep(1) ;  }}

上面定義了每隔3s執(zhí)行的定時(shí)任務(wù)(記得通過@EnableScheduling注解開啟任務(wù)調(diào)用功能)。9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

啟動(dòng)服務(wù)9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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程序規(guī)律的執(zhí)行,每隔3s輸出信息。9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

2.2 虛擬線程執(zhí)行任務(wù)

接下來開啟虛擬線程。9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

如果運(yùn)行的是 Java 21 或更高版本,可以通過配置如下屬性來啟用虛擬線程。9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

spring:  threads:    virtual:      enabled: true

再次運(yùn)行程序9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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根據(jù)打印信息,執(zhí)行線程確實(shí)是通過虛擬線程執(zhí)行,但是僅僅啟動(dòng)時(shí)輸出了一條信息,程序就終止了,這肯定不是我們想要的。什么原因呢?9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

2.3 守護(hù)線程

這是一段非常簡單的代碼了9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

Thread t = new Thread(() -> {  try {    System.out.println("start..." + System.currentTimeMillis()) ;    TimeUnit.SECONDS.sleep(5) ;  } catch (Exception e) {    e.printStackTrace() ;  }  System.out.println(" over..." + System.currentTimeMillis()) ;}) ;t.start() ;

輸出結(jié)果:9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

start...1613150235234 over...1613150240238

程序等待3s后終止。接下來將上面Thread線程做如下配置:9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

// 設(shè)置為守護(hù)線程t.setDaemon(true) ;

再次執(zhí)行,這次執(zhí)行控制臺(tái)不會(huì)有任何的輸出程序就終止了。9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

在Java中當(dāng)所有非守護(hù)線程都執(zhí)行完以后,守護(hù)線程會(huì)自動(dòng)終止;守護(hù)線程一般用于執(zhí)行后臺(tái)任務(wù),資源清理等。9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

接下來通過虛擬線程執(zhí)行上面的代碼:9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

OfVirtual virtual = Thread.ofVirtual().name("Pack-") ;Thread t = virtual.start(() -> {  try {    System.out.println("start..." + System.currentTimeMillis()) ;    TimeUnit.SECONDS.sleep(5) ;  } catch (Exception e) {    e.printStackTrace() ;  }  System.out.println("over..." + System.currentTimeMillis()) ;}) ;TimeUnit.SECONDS.sleep(1) ;

等待1s后程序終止,只輸出如下結(jié)果:9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

start...1613840844449

虛擬線程難道也是守護(hù)線程?9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

通過如下代碼查看上面的虛擬線程是否是守護(hù)線程:9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

System.out.println(t.isDaemon()) ;

輸出結(jié)果:9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

true

既然是守護(hù)線程,那么程序自動(dòng)停止也就不意外了。下面是來自官方對虛擬線程與平臺(tái)線程的區(qū)別:9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

  • 虛擬線程始終是守護(hù)線程。Thread.setDaemon(boolean) 方法無法將虛擬線程更改為非守護(hù)線程。
  • 虛擬線程的固定優(yōu)先級為 Thread.NORM_PRIORITY。Thread.setPriority(int) 方法對虛擬線程不起作用。這一限制可能會(huì)在未來的版本中重新考慮。
  • 虛擬線程不是線程組的活動(dòng)成員。在虛擬線程上調(diào)用 Thread.getThreadGroup() 時(shí),會(huì)返回一個(gè)名稱為 "VirtualThreads "的占位線程組。Thread.Builder API 沒有定義設(shè)置虛擬線程線程組的方法。

2.4 KeepAlive虛擬線程

既然虛擬線程是守護(hù)線程,那么要如何解決上面的問題呢?在SpringBoot3.2.0-RC1版本開始為SpringApplication添加"keep-alive"屬性,專門解決虛擬線程問題。9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

可以通過如下配置開啟keepAlive。9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

spring:  main:    keep-alive: true

通過上面的配置后,再次運(yùn)行上面的程序9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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這時(shí)候程序不會(huì)退出了一直運(yùn)行。?9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

2.5 實(shí)現(xiàn)原理

當(dāng)開啟上面的spring.main.keep-alive=true后,springboot在啟動(dòng)時(shí)會(huì)注冊一個(gè)監(jiān)聽器。9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

public class SpringApplication {  public ConfigurableApplicationContext run(String... args) {    // ...    prepareContext(bootstrapContext, context, environment, listeners, applicationArguments, printedBanner);    // ...  }  private void prepareContext(...) {    // ...    // SpringBoot在啟動(dòng)時(shí)準(zhǔn)備Environment時(shí)會(huì)自動(dòng)將spring.main下的    // 屬性配置綁定到當(dāng)前的SpringApplication對象中(屬性)。    if (this.keepAlive) {      // 添加事件監(jiān)聽      context.addApplicationListener(new KeepAlive());    }    // ...  }}

事件監(jiān)聽程序KeepAlive。9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

private static final class KeepAlive implements ApplicationListener<ApplicationContextEvent> {  public void onApplicationEvent(ApplicationContextEvent event) {    if (event instanceof ContextRefreshedEvent) {      // Spring上下文刷新完成      startKeepAliveThread();    }    // Spring容器在關(guān)閉時(shí)    else if (event instanceof ContextClosedEvent) {      stopKeepAliveThread();    }  }  private void startKeepAliveThread() {    // 啟動(dòng)異步線程,一直休眠(保證一直運(yùn)行著,這樣程序就不會(huì)終止了)    Thread thread = new Thread(() -> {      while (true) {        try {          Thread.sleep(Long.MAX_VALUE);        }      }    });    if (this.thread.compareAndSet(null, thread)) {      // 非守護(hù)線程      thread.setDaemon(false);      thread.setName("keep-alive");      thread.start();    }  }  private void stopKeepAliveThread() {    Thread thread = this.thread.getAndSet(null);    if (thread == null) {      return;    }    // 終止線程    thread.interrupt();  }}

SpringBoot實(shí)現(xiàn)邏輯還是非常簡單的。9FI28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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