SpringBoot3中使用虚拟线程的详细过程

在 Spring Boot 3 中使用 Java 21+ 的虚拟线程（Virtual Threads）可以显著提升 I/O 密集型应用的并发能力。以下是详细实现步骤：

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1. 环境准备

• JDK 21+：确保安装 JDK 21 或更高版本
• Spring Boot 3.2+：最低要求（pom.xml 或 build.gradle）

<!-- Maven 依赖 -->
<parent><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId><version>3.2.0</version> <!-- 或更高版本 -->
</parent><dependencies><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency>
</dependencies>

// Gradle 依赖
plugins {id 'java'id 'org.springframework.boot' version '3.2.0'
}dependencies {implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-web'
}

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2. 配置虚拟线程

方式一：全局启用虚拟线程（Tomcat/Jetty）

import org.springframework.boot.web.embedded.tomcat.TomcatProtocolHandlerCustomizer;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;import java.util.concurrent.Executors;@Configuration
public class VirtualThreadConfig {// Tomcat 配置（默认服务器）@Beanpublic TomcatProtocolHandlerCustomizer<?> protocolHandlerVirtualThreadExecutorCustomizer() {return protocolHandler -> protocolHandler.setExecutor(Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor());}// Jetty 配置（如使用Jetty）// @Bean// public JettyVirtualThreadsCustomizer jettyVirtualThreadsCustomizer() {//    return new JettyVirtualThreadsCustomizer();// }
}

方式二：异步任务使用虚拟线程

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.scheduling.annotation.EnableAsync;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor;
import java.util.concurrent.Executor;@Configuration
@EnableAsync
public class AsyncConfig {@Bean(name = "virtualThreadExecutor")public Executor virtualThreadExecutor() {return Thread.ofVirtual().name("virtual-", 0).factory()::newThread;}
}

使用异步方法：

@Service
public class AsyncService {@Async("virtualThreadExecutor")  // 指定执行器public CompletableFuture<String> asyncTask() {// 模拟耗时I/O操作return CompletableFuture.completedFuture("Virtual thread task completed");}
}

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3. 验证虚拟线程

测试控制器

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;@RestController
public class TestController {@GetMapping("/thread")public String getThreadType() {// 打印当前线程信息Thread thread = Thread.currentThread();return """Thread name: %sIs virtual: %sPlatform thread: %s""".formatted(thread.getName(),thread.isVirtual(),thread.isVirtual() ? "N/A" : thread.toString());}@GetMapping("/sleep")public CompletableFuture<String> sleep() throws InterruptedException {Thread.sleep(1000); // 模拟I/O阻塞return CompletableFuture.completedFuture("Done by: " + Thread.currentThread().getName());}
}

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4. 启动应用

@SpringBootApplication
public class Application {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(Application.class, args);}
}

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5. 测试验证

1. 访问 http://localhost:8080/thread 查看线程类型：

   Thread name: virtual-0
   Is virtual: true
   Platform thread: N/A
   

2. 并发测试（使用 ab 或 JMeter）：

   ab -n 1000 -c 200 http://localhost:8080/sleep
   

   观察低内存占用和高吞吐量

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关键注意事项

1. 阻塞操作识别：

   • 虚拟线程在 synchronized 块或本地方法调用时会固定到平台线程
   • 使用 jcmd <PID> Thread.dump_to_file -format=json <file> 分析线程状态

2. 线程局部变量：

   • 虚拟线程支持 ThreadLocal，但避免滥用（可能增加内存压力）
   • 考虑使用 ScopedValue（Java 21+）

3. 数据库连接池：

   // application.properties
   spring.datasource.hikari.thread-factory=java.util.concurrent.ThreadFactory
   

4. 调试配置：

   java -Djdk.tracePinnedThreads=full -jar your-app.jar
   

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完整配置示例（Tomcat + HikariCP）

@Configuration
public class VirtualThreadGlobalConfig {// Tomcat 虚拟线程执行器@BeanTomcatProtocolHandlerCustomizer<?> tomcatVirtualThreads() {return handler -> handler.setExecutor(Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor());}// HikariCP 使用虚拟线程工厂@Bean@ConfigurationProperties("spring.datasource.hikari")public HikariDataSource dataSource() {return new HikariDataSource(new HikariConfig() {{setThreadFactory(Thread.ofVirtual().factory());}});}// 异步任务执行器@BeanExecutor virtualThreadExecutor() {return Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor();}
}

重要提示：虚拟线程最适合 I/O 密集型场景（如网络请求、数据库调用），对计算密集型任务提升有限。生产环境务必进行压力测试！