教程:外贸站群系统SEO效果怎么样

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　　最新版本:JEP 尝鲜系列 3 - 使用虚线程进行同步网络 IO 的不阻塞原理

　　相关JEP：

　　使用虚拟线程进行网络 IO

　　Project Loom 的主要目标是在 Java 平台上提供易于使用、高吞吐量、轻量级的并发以及 JVM 特性和 API 的新编程模型。这开辟了许多有趣和令人兴奋的前景，其中之一是简化网络交互的代码，同时牺牲性能。今天的服务器可以处理的打开套接字连接的数量远远超过它们可以支持的线程数量，这既是机遇也是挑战。

　　但不幸的是，编写与网络交互的可扩展代码很困难。我们一般使用同步API进行编码，但是超过一定阈值后，同步代码会遇到瓶颈，难以扩展。因为这样的 API 在执行 I/O 操作时会阻塞，这反过来会绑定线程直到操作准备好，例如尝试从套接字读取数据但当前没有数据可读取时。当前线程，在 Java 平台中，是一种昂贵的资源，不能等待 I/O 操作完成才被释放。为了绕过这个限制，我们通常使用异步 I/O 或 Ractor 框架，因为它们可以构造在 I/O 操作中不绑定线程的代码，

　　使用异步和非阻塞 API 比使用同步 API 更具挑战性，部分原因是使用这些 API 编写的代码是反人类的。同步 API 在很大程度上更容易使用；代码更容易编写、更容易阅读、更容易调试，而且堆栈上的大部分信息在调试时很有用。但如前所述，使用同步 API 的代码的可扩展性不如异步代码，因此我们必须做出艰难的选择：选择更简单的同步代码并接受它无法扩展的事实；或者选择更具可扩展性的异步代码，并处理所有复杂性。两者都不是一个好选择！Project Loom 的主要目的是使同步代码具有灵活性和可扩展性。

　　在本文中，我们将了解在虚拟线程上调用 Java 平台的网络 API 是如何工作的。了解底层细节可以让我们更好、更自信地使用虚拟线程（纤程）。

　　虚拟线程（光纤）

　　在继续深入之前，我们需要了解 ProjectLoom 中的一个新线程——虚拟线程（也称为光纤）。

　　虚拟线程是由 JVM 而非操作系统管理的用户模式线程。虚拟线程占用的系统资源很少，一个JVM可以容纳数百万个虚拟线程。特别适用于频繁执行、长时间阻塞、经常等待IO的任务。

　　平台线程（即当前Java平台的线程）与操作系统内核线程一一对应。平台线程通常有一个非常大的堆栈，以及一些其他系统维护的资源。虚拟线程使用一小组平台线程作为载体线程。在虚拟线程中执行的代码通常不知道底层托管线程。锁和 I/O 操作是将主机线程从一个虚拟线程重新调度到另一个的调度点。虚拟线程可能被停放（例如 LockSupport.park() ），使其无法调度。可以取消停放的虚拟线程（例如 LockSupport.unpark(Thread)），从而重新启用其调度。

　　网络 API

　　Java 平台中有两个主要的网络 API：

　　异步 - AsynchronousServerSocketChannel、AsynchronousSocketChannel 同步 - .Socket、.ServerSocket、.DatagramSocket、java.nio.channels.SocketChannel、java.nio.channels.ServerSocketChannel、java.nio.channels.DatagramChannel

　　第一类异步 API，创建一个稍后启动的 I/O 操作，可以在启动 I/O 操作的线程以外的线程上完成。根据定义，这些 API 不会导致阻塞系统调用，因此在虚拟线程中运行时不需要特殊处理

　　第二类同步 API，从它们在虚拟线程中运行时的行为的角度来看更有趣。在这些 API 中，可以将 NIO 通道相关配置为非阻塞模式。这种通道通常使用 I/O 事件通知机制来实现，例如注册到 Selector 以*敏*感*词*事件。与异步网络 API 类似，在虚拟线程中执行不需要额外的处理，因为 I/O 操作本身不会调用阻塞系统调用，这些调用留给 Selector。最后我们来看看阻塞模式下通道的配置以及相关的API（我们这里称这个API为同步阻塞API）。同步 API 的语义要求 I/O 操作一旦启动，在调用线程中完成或失败，然后将控制权返回给调用者。但是如果 I/O 操作“未准备好”怎么办？例如，当前没有要读取的数据。

　　同步阻塞 API

　　在虚拟线程中运行的 Java 同步网络 API 将底层本机套接字切换到非阻塞模式。当 Java 代码发起一个 I/O 请求并且请求没有立即完成时（本机套接字返回 EAGAIN - 这意味着“未准备好”/“将阻塞”），底层套接字注册到 JVM 内部事件通知机制（轮询)，并且虚拟线程将被停放。当底层 I/O 操作准备好（相关事件将到达 Poller）时，虚拟线程将被 unpark，并重试底层 Socket 操作。

　　让我们通过一个例子来仔细看看这个原理。首先，我们需要下载项目loom的JDK（地址：），解压后使用。

　　接下来写代码：

　　//Java 16 中的 Record 对象，可以理解为有包含两个 final 属性（url 和 response）的类

static record URLData (URL url, byte[] response) { }

static List retrieveURLs(URL... urls) throws Exception {

//创建虚拟线程线程池

try (var executor = Executors.newVirtualThreadExecutor()) {

//生成读取对每个 url 执行 getURL 方法的任务

var tasks = Arrays.stream(urls)

.map(url -> (Callable)() -> getURL(url))

.toList();

//提交任务，等待并返回所有结果

return executor.submit(tasks)

.filter(Future::isCompletedNormally)

.map(Future::join)

.toList();

}

//读取url的内容

static URLData getURL(URL url) throws IOException {

try (InputStream in = url.openStream()) {

return new URLData(url, in.readAllBytes());

}

public static void main(String[] args) throws Exception {

//访问 google，由于你懂得，会比较慢

List urlData = retrieveURLs(new URL("https://www.google.com/"));

}

　　我们使用retrieveURLs来访问谷歌，这肯定很慢，以确保采集到堆栈。同时jstack采集栈不能使用（目前jstack采集无法到达虚拟线程栈，只能采集去承载线程的栈），需要在 jcmd 命令采集中使用 JavaThread.dump jps

25496 LoomThreadMain

12512 Jps

> jcmd 25496 JavaThread.dump threads.txt -overwrite

　　然后继续执行程序，再执行命令，采集虚拟线程进行I/O操作时的栈：

　　> jcmd 25496 JavaThread.dump threads2.txt -overwrite

　　我们查看文件threads.txt，其中我们关心的线程信息是：

　　"main" #1

java.base@17-loom/jdk.internal.misc.Unsafe.park(Native Method)

java.base@17-loom/java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:371)

java.base@17-loom/java.util.concurrent.LinkedTransferQueue$Node.block(LinkedTransferQueue.java:470)

java.base@17-loom/java.util.concurrent.ForkJoinPool.unmanagedBlock(ForkJoinPool.java:3470)

java.base@17-loom/java.util.concurrent.ForkJoinPool.managedBlock(ForkJoinPool.java:3441)

java.base@17-loom/java.util.concurrent.LinkedTransferQueue.awaitMatch(LinkedTransferQueue.java:669)

java.base@17-loom/java.util.concurrent.LinkedTransferQueue.xfer(LinkedTransferQueue.java:616)

java.base@17-loom/java.util.concurrent.LinkedTransferQueue.take(LinkedTransferQueue.java:1286)

java.base@17-loom/java.util.concurrent.ExecutorServiceHelper$BlockingQueueSpliterator.tryAdvance(ExecutorServiceHelper.java:197)

java.base@17-loom/java.util.Spliterator.forEachRemaining(Spliterator.java:326)

java.base@17-loom/java.util.stream.AbstractPipeline.copyInto(AbstractPipeline.java:484)

java.base@17-loom/java.util.stream.AbstractPipeline.wrapAndCopyInto(AbstractPipeline.java:474)

java.base@17-loom/java.util.stream.AbstractPipeline.evaluate(AbstractPipeline.java:550)

java.base@17-loom/java.util.stream.AbstractPipeline.evaluateToArrayNode(AbstractPipeline.java:260)

java.base@17-loom/java.util.stream.ReferencePipeline.toArray(ReferencePipeline.java:616)

java.base@17-loom/java.util.stream.ReferencePipeline.toArray(ReferencePipeline.java:622)

java.base@17-loom/java.util.stream.ReferencePipeline.toList(ReferencePipeline.java:627)

app//com.github.hashjang.LoomThreadMain.retrieveURLs(LoomThreadMain.java:43)

<p>

app//com.github.hashjang.LoomThreadMain.main(LoomThreadMain.java:29)

"ForkJoinPool-1-worker-1" #27

java.base@17-loom/java.lang.Continuation.run(Continuation.java:300)

java.base@17-loom/java.lang.VirtualThread.runContinuation(VirtualThread.java:240)

java.base@17-loom/java.lang.VirtualThread$$Lambda$25/0x0000000801053fc0.run(Unknown Source)

java.base@17-loom/java.util.concurrent.ForkJoinTask$RunnableExecuteAction.exec(ForkJoinTask.java:1395)

java.base@17-loom/java.util.concurrent.ForkJoinTask.doExec$$$capture(ForkJoinTask.java:373)

java.base@17-loom/java.util.concurrent.ForkJoinTask.doExec(ForkJoinTask.java)

java.base@17-loom/java.util.concurrent.ForkJoinPool$WorkQueue.topLevelExec(ForkJoinPool.java:1177)

java.base@17-loom/java.util.concurrent.ForkJoinPool.scan(ForkJoinPool.java:1648)

java.base@17-loom/java.util.concurrent.ForkJoinPool.runWorker(ForkJoinPool.java:1615)

java.base@17-loom/java.util.concurrent.ForkJoinWorkerThread.run(ForkJoinWorkerThread.java:165)

"" #26 virtual

java.base/java.util.concurrent.ConcurrentHashMap.transfer(ConcurrentHashMap.java:2431)

java.base/java.util.concurrent.ConcurrentHashMap.addCount(ConcurrentHashMap.java:2354)

java.base/java.util.concurrent.ConcurrentHashMap.putVal(ConcurrentHashMap.java:1075)

java.base/java.util.concurrent.ConcurrentHashMap.putIfAbsent(ConcurrentHashMap.java:1541)

java.base/sun.util.locale.LocaleObjectCache.get(LocaleObjectCache.java:68)

java.base/java.util.Locale.getInstance(Locale.java:841)

java.base/java.util.Locale.forLanguageTag(Locale.java:1736)

java.base/sun.util.locale.provider.LocaleProviderAdapter.toLocaleArray(LocaleProviderAdapter.java:323)

java.base/sun.util.locale.provider.CalendarDataProviderImpl.getAvailableLocales(CalendarDataProviderImpl.java:63)

java.base/java.util.spi.LocaleServiceProvider.isSupportedLocale(LocaleServiceProvider.java:217)

java.base/sun.util.locale.provider.LocaleServiceProviderPool.findProviders(LocaleServiceProviderPool.java:306)

java.base/sun.util.locale.provider.LocaleServiceProviderPool.getLocalizedObjectImpl(LocaleServiceProviderPool.java:274)

java.base/sun.util.locale.provider.LocaleServiceProviderPool.getLocalizedObject(LocaleServiceProviderPool.java:256)

java.base/sun.util.locale.provider.CalendarDataUtility.retrieveFirstDayOfWeek(CalendarDataUtility.java:76)

java.base/java.util.Calendar.setWeekCountData(Calendar.java:3419)

java.base/java.util.Calendar.(Calendar.java:1612)

java.base/java.util.GregorianCalendar.(GregorianCalendar.java:738)

java.base/java.util.Calendar$Builder.build(Calendar.java:1494)

java.base/sun.util.locale.provider.CalendarProviderImpl.getInstance(CalendarProviderImpl.java:87)

java.base/java.util.Calendar.createCalendar(Calendar.java:1697)

java.base/java.util.Calendar.getInstance(Calendar.java:1661)

java.base/java.text.SimpleDateFormat.initializeCalendar(SimpleDateFormat.java:680)

java.base/java.text.SimpleDateFormat.(SimpleDateFormat.java:624)

java.base/java.text.SimpleDateFormat.(SimpleDateFormat.java:603)

java.base/sun.security.util.DisabledAlgorithmConstraints$DenyAfterConstraint.(DisabledAlgorithmConstraints.java:695)

java.base/sun.security.util.DisabledAlgorithmConstraints$Constraints.(DisabledAlgorithmConstraints.java:424)

java.base/sun.security.util.DisabledAlgorithmConstraints.(DisabledAlgorithmConstraints.java:149)

java.base/sun.security.ssl.SSLAlgorithmConstraints.(SSLAlgorithmConstraints.java:49)

java.base/sun.security.ssl.ProtocolVersion.(ProtocolVersion.java:158)

java.base/sun.security.ssl.ProtocolVersion.(ProtocolVersion.java:41)

java.base/sun.security.ssl.SSLContextImpl$AbstractTLSContext.(SSLContextImpl.java:539)

java.base/java.lang.Class.forName0(Native Method)

java.base/java.lang.Class.forName(Class.java:375)

java.base/java.security.Provider$Service.getImplClass(Provider.java:1937)

java.base/java.security.Provider$Service.getDefaultConstructor(Provider.java:1968)

java.base/java.security.Provider$Service.newInstanceOf(Provider.java:1882)

java.base/java.security.Provider$Service.newInstanceUtil(Provider.java:1890)

java.base/java.security.Provider$Service.newInstance(Provider.java:1865)

java.base/sun.security.jca.GetInstance.getInstance(GetInstance.java:236)

java.base/sun.security.jca.GetInstance.getInstance(GetInstance.java:164)

java.base/javax.net.ssl.SSLContext.getInstance(SSLContext.java:184)

java.base/javax.net.ssl.SSLContext.getDefault(SSLContext.java:110)

java.base/javax.net.ssl.SSLSocketFactory.getDefault(SSLSocketFactory.java:83)

java.base/javax.net.ssl.HttpsURLConnection.getDefaultSSLSocketFactory(HttpsURLConnection.java:334)

java.base/javax.net.ssl.HttpsURLConnection.(HttpsURLConnection.java:291)

java.base/sun.net.www.protocol.https.HttpsURLConnectionImpl.(HttpsURLConnectionImpl.java:81)

java.base/sun.net.www.protocol.https.Handler.openConnection(Handler.java:62)

java.base/sun.net.www.protocol.https.Handler.openConnection(Handler.java:57)

java.base/java.net.URL.openConnection(URL.java:1093)

java.base/java.net.URL.openStream(URL.java:1159)

com.github.hashjang.LoomThreadMain.getURL(LoomThreadMain.java:48)

com.github.hashjang.LoomThreadMain.lambda$retrieveURLs$0(LoomThreadMain.java:38)

java.base/java.util.concurrent.FutureTask.run$$$capture(FutureTask.java:295)

java.base/java.util.concurrent.FutureTask.run(FutureTask.java)

java.base/java.util.concurrent.ThreadExecutor$TaskRunner.run(ThreadExecutor.java:385)

java.base/java.lang.VirtualThread.run(VirtualThread.java:295)

java.base/java.lang.VirtualThread$VThreadContinuation.lambda$new$0(VirtualThread.java:172)

java.base/java.lang.Continuation.enter0(Continuation.java:372)

java.base/java.lang.Continuation.enter(Continuation.java:365)</p>

　　其中“”#26 virtual是我们程序中创建的虚拟线程，从栈中可以看出该虚拟线程还没有进行I/O操作。从线程栈也可以看出，这个虚拟线程的承载线程是“ForkJoinPool-1-worker-1”#27. 可以看出，虚拟线程的默认承载线程是普通的ForkJoinPool 将在线程中 Java 8 之后默认启动。而虚拟线程的工作是通过Continuation类来完成的。

　　查看线程2.txt：

　　"main" #1

java.base@17-loom/jdk.internal.misc.Unsafe.park(Native Method)

<p>