Java协程编程之Loom项目实战记录
作者:公众号程序员学长 发布时间:2023-10-23 17:44:06
前提
之前很长一段时间关注JDK
协程库的开发进度,但是前一段时间比较忙很少去查看OpenJDK
官网的内容。Java
协程项目Loom
(因为项目还在开发阶段,OpenJDK
给出的官网https://openjdk.java.net/projects/loom
中只有少量Loom
项目相关的信息)已经在2018
年之前立项,目前已经发布过基于JDK17
编译和JDK18
编译等早期版本,笔者在下载Loom
早期版本的时候只找到JDK18
编译的版本:
下载入口在:https://jdk.java.net/loom
由于该JDK
版本过高,目前可以使用主流IDE
导入Loom-JDK-18+9
进行代码高亮和语法提醒,暂时找不到方法进行编译,暂时使用该JDK
执行目录下的的javac
命令脚本进行编译,使用java
命令脚本运行。
Loom项目简单介绍
Loom - Fibers, Continuations and Tail-Calls for the JVM
Loom
项目的标题已经凸显了引入的三大新特性:
Fibers
:几年前看过当时的Loom
项目的测试代码就是使用Fiber
这个API
(现在这个API
已经被移除),意为轻量级线程,即协程,又称为轻量级用户线程,很神奇的是在目前的JDK
中实际上称为Virtual Thread
(虚拟线程)Continuations
:直译为"连续",实现上有点像闭包,参考不少资料,尚未准确理解其具体含义,感觉可以"粗暴"解读为"程序接下来要执行什么"或者"下一个要执行的代码块"Tail-Calls
:尾调用VM
级别支持
三个新特性不详细展开,目前只是EA
版本,还存在修改的可能性,所以也没必要详细展开。
Virtual Thread使用
当前版本Loom
项目中协程使用并没有引入一个新的公开的虚拟线程VirtualThread
类,虽然真的存在VirtualThread
,但这个类使用default
修饰符,隐藏在java.lang
包中,并且VirtualThread
是Thread
的子类。协程的创建API
位于Thread
类中:
使用此API
创建协程如下:
public static void main(String[] args) {
Thread fiber = Thread.startVirtualThread(() -> System.out.println("Hello Fiber"));
}
从当前的源码可知:
VirtualThread
会通过Thread.currentThread()
获取父线程的调度器,如果在main
方法运行,那么上面代码中的协程实例的父线程就是main
线程默认的调度器为系统创建的
ForkJoinPool
实例(VirtualThread.DEFAULT_SCHEDULER
),输入的Runnable
实例会被封装为RunContinuation
,最终由调度器执行对于
timed unpark
(正在阻塞,等待唤醒)的协程,使用系统创建的ScheduledExecutorService
实例进行唤醒这个静态工厂方法创建完协程马上运行,返回的是协程实例
如果按照上面的Thread.startVirtualThread()
方法去创建协程,显然无法定义协程的名称等属性。Loom
项目为Thread
类引入了建造者模式,比较合理地解决了这个问题:
// 创建平台线程建造器,对应于Thread实例
public static Builder.OfPlatform ofPlatform() {
return new ThreadBuilders.PlatformThreadBuilder();
}
// 创建虚拟线程建造器,对应于VirtualThread
public static Builder.OfVirtual ofVirtual() {
return new ThreadBuilders.VirtualThreadBuilder();
}
简单说就是:
ofPlatform()
方法用于构建Thread
实例,这里的Platform Thread
(平台线程)其实就是JDK1.0
引入的线程实例,普通的用户线程ofVirtual()
方法用于构建VirtualThread
实例,也就是构建协程实例
这两个建造器实例的所有Setter
方法链展开如下:
public static void main(String[] args) {
Thread.Builder.OfPlatform platformThreadBuilder = Thread.ofPlatform()
// 是否守护线程
.daemon(true)
// 线程组
.group(Thread.currentThread().getThreadGroup())
// 线程名称
.name("thread-1")
// 线程名称前缀 + 起始自增数字 => prefix + start,下一个创建的线程名称就是prefix + (start + 1)
// start > 0的情况下会覆盖name属性配置
.name("thread-", 1L)
// 是否启用ThreadLocal
.allowSetThreadLocals(false)
// 是否启用InheritableThreadLocal
.inheritInheritableThreadLocals(false)
// 设置优先级
.priority(100)
// 设置线程栈深度
.stackSize(10)
// 设置未捕获异常处理器
.uncaughtExceptionHandler(new Thread.UncaughtExceptionHandler() {
@Override
public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
}
});
// thread-1
Thread firstThread = platformThreadBuilder.unstarted(() -> System.out.println("Hello Platform Thread First"));
// thread-2
Thread secondThread = platformThreadBuilder.unstarted(() -> System.out.println("Hello Platform Thread Second"));
Thread.Builder.OfVirtual virtualThreadBuilder = Thread.ofVirtual()
// 协程名称
.name("fiber-1")
// 协程名称前缀 + 起始自增数字 => prefix + start,下一个创建的协程名称就是prefix + (start + 1)
// start > 0的情况下会覆盖name属性配置
.name("fiber-", 1L)
// 是否启用ThreadLocal
.allowSetThreadLocals(false)
// 是否启用InheritableThreadLocal
.inheritInheritableThreadLocals(false)
// 设置调度器,Executor实例,也就是调度器是一个线程池,设置为NULL会使用VirtualThread.DEFAULT_SCHEDULER
.scheduler(null)
// 设置未捕获异常处理器
.uncaughtExceptionHandler(new Thread.UncaughtExceptionHandler() {
@Override
public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
}
});
// fiber-1
Thread firstFiber = virtualThreadBuilder.unstarted(() -> System.out.println("Hello Platform Virtual First"));
// fiber-2
Thread secondFiber = virtualThreadBuilder.unstarted(() -> System.out.println("Hello Platform Virtual Second"));
}
这里可以发现一点,就是建造器是可以复用的。如果想用建造器创建同一批参数设置相同的线程或者协程,可以设置name(String prefix, long start)
方法,定义线程或者协程的名称前缀和一个大于等于0
的数字,反复调用Builder#unstarted(Runnable task)
方法就能批量创建线程或者协程,名称就设置为prefix + start
、prefix + (start + 1)
、prefix + (start + 2)
以此类推。协程创建基本就是这么简单,运行的话直接调用start()
方法:
public class FiberSample2 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Thread.ofVirtual()
.name("fiber-1")
.allowSetThreadLocals(false)
.inheritInheritableThreadLocals(false)
.unstarted(() -> {
Thread fiber = Thread.currentThread();
System.out.printf("[%s,daemon:%s,virtual:%s] - Hello World\n", fiber.getName(),
fiber.isDaemon(), fiber.isVirtual());
}).start();
// 主线程休眠
Thread.sleep(Long.MAX_VALUE);
}
}
目前无法在主流IDE
编译上面的类,所以只能使用该JDK
目录下的工具编译和运行,具体如下:
# 执行 - 当前目录I:\J-Projects\framework-source-code\fiber-sample\src\main\java
(1)编译:I:\Environment\Java\jdk-18-loom\bin\javac.exe I:\J-Projects\framework-source-code\fiber-sample\src\main\java\cn\throwx\fiber\sample\FiberSample2.java
(2)执行main方法:I:\Environment\Java\jdk-18-loom\bin\java.exe cn.throwx.fiber.sample.FiberSample2
这里也看出了一点,所有的协程实例的daemon
标识默认为true
且不能修改。
小结
如果用尝鲜的角度去使用Loom
项目,可以提前窥探JVM
开发者们是如何基于协程这个重大特性进行开发的,这对于提高学习JDK
内核代码的兴趣有不少帮助。从目前来看,对于协程的实现Loom
项目距离RELEASE
版本估计还有不少功能需要完善,包括新增API
的稳定性,以及协程是否能够移植到原有的JUC
类库中使用(当前的Loom-JDK-18+9
没有对原来的线程池等类库进行修改)等问题需要解决,所以在保持关注的过程中静心等待吧。
来源:https://www.cnblogs.com/laohanshuibi/p/15164807.html
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