虚拟线程的自由之翼：从被枷锁束缚到翱翔云端的Java并发传奇

想象你站在一个巨大的演唱会现场，数以万计的观众同时欢呼，而后台只有寥寥几个工作人员，却能让一切井井有条、流畅无比。这就是Java虚拟线程带来的魔法——它让并发编程从沉重的枷锁中解放出来，像轻盈的精灵一样自由舞动。早在JDK 21时代，虚拟线程（Project Loom的核心成果）就已惊艳登场，它承诺让开发者用简单的阻塞式代码，就能处理海量并发请求。可惜，那时的它还像一只刚刚破茧的蝴蝶，翅膀上缠绕着几根顽固的丝线——其中最让人头疼的，就是“pinning”（固定）问题。尤其是那个我们天天用的`synchronized`关键字，竟然会把虚拟线程死死钉在底层的平台线程上，无法卸载，无法飞翔。 如今，时间来到JDK 25，这个问题终于画上句号。今天的我们，可以大胆地说：是时候全面拥抱虚拟线程了！这不仅仅是一次技术升级，更像是一场并发世界的革命。它让代码更简单、可读性更强，同时性能却能轻松突破天际。下面，就让我带你一步步走进这个故事，看看虚拟线程是如何从“半成品”成长为真正成熟的生产力工具的。 ### 🔒 **曾经的枷锁：虚拟线程为何会被“钉住”？** 想象一下，虚拟线程就像无数个轻装上阵的快递小哥，他们不需要自己开车（平台线程就是那辆沉重的卡车），而是随时可以“骑”上任何一辆空闲的卡车去送货。送货途中如果遇到红灯（阻塞IO或sleep），小哥就会聪明地跳下车，让卡车去接送别人。这就是虚拟线程的精髓：**载体线程（carrier thread）** 可以被高效复用，一个平台线程能同时服务成千上万的虚拟线程。 但在JDK 21~23时期，有个致命缺陷：当虚拟线程进入`synchronized`块或方法时，它会被“钉住”（pinned）在当前载体线程上。即使里面只是简单地`Thread.sleep()`，它也不会主动卸载（unmount）。结果呢？少数几个长时间占用`synchronized`的虚拟线程，就能把宝贵的平台线程池耗尽，其他虚拟线程只能干等着。这就像快递小哥在红灯路口被胶水粘住了脚，不仅自己动不了，还连累了整辆卡车无法服务其他人。 > **什么是pinning（固定）？** > Pinning是指虚拟线程在某些代码区域内无法从其载体线程上卸载。即使虚拟线程执行了阻塞操作（如sleep、IO等待），JVM也无法将其挂起并让载体线程去执行其他虚拟线程。轻度pinning影响不大，但大量或长时间pinning会严重降低虚拟线程的可扩展性，最终让系统性能退化到传统平台线程的水平。 官方文档当时明确警告：除了native方法和早期的一些JNI调用，`synchronized`就是最常见的pinning源头。很多老项目一迁虚拟线程，就发现性能不升反降，只能痛苦地全局替换成`ReentrantLock`。这无疑大大降低了虚拟线程的可用性。 ### 🛠️ **破茧而出：JDK 24与JEP 491带来的彻底解放** 好消息终于在JDK 24到来——通过**JEP 491: Synchronize Virtual Threads without Pinning**，`synchronized`的pinning问题被彻底解决！从JDK 24开始（JDK 25作为LTS自然完整继承），虚拟线程在`synchronized`块中阻塞时，会自动卸载载体线程，让它去服务其他虚拟线程。只有极少数情况（如调用native方法或Foreign Function & Memory API）仍会pinning。 我们用一个最简单的例子来证明。以下代码创建了8个虚拟线程，每个都在`synchronized`块中sleep 10秒，同时开启了pinning追踪： ```java public static void main(String[] args) throws Exception { System.setProperty("jdk.virtualThreadScheduler.parallelism", "8"); System.setProperty("jdk.tracePinnedThreads", "full"); System.out.println(LocalDateTime.now() + " start"); for (int i = 0; i < 8; i++) { Thread.startVirtualThread(() -> { synchronized (new Object()) { try { Thread.sleep(10000); } catch (Exception e) {} } }); } Thread.sleep(1000); Thread.startVirtualThread(() -> System.out.println(LocalDateTime.now() + " end")); System.in.read(); } ``` - 在**JDK 21**运行：1秒后你会看到一大堆pinning堆栈追踪，证明虚拟线程被钉死，最后的“end”要等10秒才出现。 - 在**JDK 25**运行：完全安静！没有一行pinning日志，“end”几乎立刻打印，证明8个平台线程被高效复用，虚拟线程自由切换。 这意味着什么？意味着我们再也不用为了虚拟线程而大规模重构同步代码！那些遗留的`synchronized`块、方法，甚至第三方库内部的同步，都可以放心保留。虚拟线程终于从“实验室玩具”变成了真正可落地的生产力工具。 ### 🌟 **ThreadLocal的忠诚守护：依旧可用，但请别再用它缓存“宝贝”** 除了pinning，另一个常见疑问是：ThreadLocal还能不能用？ 答案是：完全可以，而且和平台线程一模一样使用！官方文档明确指出： > Virtual threads support thread-local variables just as platform threads do. Usually, thread-local variables are used to associate some context-specific information with the currently running code, such as the current transaction and user ID. This use of thread-local variables is perfectly reasonable with virtual threads. 我们再来一个简单demo验证： ```java private static ThreadLocal<String> UserHolder = new ThreadLocal<>(); public static void main(String[] args) throws Exception { for (int i = 0; i < 10; i++) { final int j = i; Thread.ofVirtual().name("worker" + j).start(() -> { UserHolder.set("value" + j); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + UserHolder.get()); }); } System.in.read(); } ``` 运行结果完美：每个虚拟线程都正确打印了自己设置的值，没有任何串扰。 **但是**，有一个经典用法必须彻底抛弃——**用ThreadLocal缓存昂贵且可变、非线程安全的对象**。最典型的就是`SimpleDateFormat`： ```java // 传统平台线程时代常见的“优化” private static ThreadLocal<SimpleDateFormat> FORMATTER = ThreadLocal.withInitial( () -> new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss") ); ``` 这种写法在虚拟线程时代会适得其反！因为： - 虚拟线程不会被池化和复用，每个任务都有自己独立的虚拟线程。 - 并发量高时，可能同时存在数十万甚至数百万虚拟线程，导致大量`SimpleDateFormat`实例被创建，内存暴涨。 - 这完全违背了当初用ThreadLocal缓存的初衷。 官方建议：改用**Scoped Values**（JDK 21预览、JDK 22正式、JDK 25已成熟），它专为虚拟线程设计，不可变、更高效、生命周期明确，是ThreadLocal的现代替代品。 > **Scoped Values是什么？** > Scoped Values是一种不可变的、有限生命周期的线程局部存储机制。它允许父线程“写入”一个值，所有子任务（包括虚拟线程）都能只读访问，且无需担心泄漏或内存问题。相比ThreadLocal，它更安全、更快，尤其适合高并发场景。 ### 🚀 **全面拥抱的时刻：虚拟线程已准备好接管生产环境** 当pinning的主要来源被清除，ThreadLocal的正确用法也明确之后，虚拟线程终于褪去所有“实验性”标签。无论是Web服务、微服务、消息队列处理，还是大数据流处理，都可以大胆使用`Thread.ofVirtual().start()`或者StructuredTaskScope来编写简洁的阻塞式代码，却获得接近异步框架的吞吐量。 想象一下，你的项目里再也不用纠结“该用CompletableFuture还是Reactor”，也不用担心`synchronized`会拖后腿。只需一句`Thread.startVirtualThread()`，就能轻松扛起十万、百万级并发。这不是科幻，而是JDK 25摆在你面前的现实。 是时候行动了。升级到JDK 25，开启`-Djdk.virtualThreadScheduler.parallelism`合理配置，享受真正的轻量级并发吧！虚拟线程的翅膀已经完全张开，它正邀请我们一起飞向更高更远的并发天空。 ------ ### 参考文献 1. JEP 491: Synchronize Virtual Threads without Pinning. OpenJDK. https://openjdk.org/jeps/491 2. Virtual Threads - Oracle Official Documentation (JDK 25). https://docs.oracle.com/en/java/javase/25/core/virtual-threads.html 3. Project Loom Official Page. OpenJDK. https://openjdk.org/projects/loom/ 4. Scoped Values (JEP 481 & JEP 506) - Modern Alternative to ThreadLocal. OpenJDK. 5. “Java Virtual Threads in Practice” - Community experiences and best practices (2025-2026). Various OpenJDK mailing lists and community blogs.