Java中的线程、协程与async/await：编写正确的并发代码

Java并发：从经典线程到协程与async/await

Java是一门从诞生之初就支持多任务同时运行的语言。但世界在不断进步。今天我们来聊聊Java并发——从传统的线程（Thread）到虚拟线程（Project Loom中的协程），再到基于async/await的异步方法（以CompletableFuture为例）。

如果你正在使用Java，希望你的服务器在高负载下不会“卡顿”，同时代码保持可读性——那么这篇文章就是为你准备的。开始吧！

为什么并发对现代Java开发者如此重要？

想象一下，你的网站每秒处理10,000个请求。如果每个请求都顺序执行，用户将等待到天荒地老。Java并发允许你“同时”执行多个任务，高效利用CPU资源。

现代应用不仅仅是CRUD。它们涉及微服务、数据流处理、WebSocket、实时分析。如果不理解Java多线程，你可能会写出要么因OutOfMemoryError崩溃，要么运行缓慢如蜗牛的代码。

第一层：经典线程（Thread）——基础

Java中的线程是并行执行代码的最底层抽象。每个线程都是操作系统内部的一个独立“轻量级”进程。

下面是一个创建线程的简单示例：

public class ThreadExample {\n    public static void main(String[] args) {\n        Thread thread = new Thread(() -> {\n            for (int i = 0; i < 5; i++) {\n                System.out.println("来自线程的问候：" + i);\n                try {\n                    Thread.sleep(1000);\n                } catch (InterruptedException e) {\n                    Thread.currentThread().interrupt();\n                }\n            }\n        });\n        thread.start();\n        System.out.println("主线程继续工作");\n    }\n}

优点：

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• 创建简单——new Thread(() -> { ... }).start();
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• 直接控制生命周期。
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缺点：

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• 创建线程开销大（栈内存、上下文切换的额外成本）。
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• 数量有限：10,000个线程可能拖垮你的JVM。
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• 同步复杂：死锁、竞态条件。
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经典方法适用于小任务，但不适合高负载应用。这时Java虚拟线程就派上了用场。

第二层：虚拟线程（Project Loom）——Java中的协程

如果你听说过Go语言中的协程，那么Java虚拟线程几乎与之相同。它们随Java 21（Project Loom）引入，彻底改变了游戏规则。

虚拟线程是由JVM而非操作系统管理的“轻量级”线程。你可以创建数百万个，它们只消耗极少的内存。

创建虚拟线程的示例：

public class VirtualThreadExample {\n    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {\n        // 创建100,000个虚拟线程\n        var threads = new Thread[100_000];\n        for (int i = 0; i < threads.length; i++) {\n            threads[i] = Thread.startVirtualThread(() -> {\n                // 模拟阻塞I/O操作\n                try {\n                    Thread.sleep(1000);\n                } catch (InterruptedException e) {\n                    Thread.currentThread().interrupt();\n                }\n            });\n        }\n        for (Thread t : threads) {\n            t.join();\n        }\n        System.out.println("所有虚拟线程已完成！");\n    }\n}

太棒了，不是吗？