Java 将增加虚拟线程，挑战 Go 协程

我们知道 Go 语言最大亮点之一就是原生支持并发，这得益于 Go 语言的协程机制。一个 go 语句就可以发起一个协程 (goroutin)。协程本质上是一种用户态线程，它不需要操作系统来进行调度，而是由用户程序自行管理和调度。它寄存于线程中，系统开销极小，可以显著的提高性能和并发能力。使用协程的优点是运行效率高、编程简单、结构清晰。目前，原生支持协程的语言不是很多。

Oracle 本周提交的一份 JDK 增强建议（JEP）草案要求将虚拟线程作为 Java 标准版的一部分进行预览。虚拟线程类似于 Go 语言的协程，将补充 Java 的平台线程（代表操作系统线程），采用轻量级的用户模式线程实现，将更有效地利用可用的硬件，并大大降低成本。虚拟线程目的是更好地支持编写和维护高吞吐量并发应用程序。

该提案指出，线程对于代表一个并发单元（如事务）是很有用的。Java 目前对 Thread 的实现是为每个 Java 线程消耗一个操作系统线程，而操作系统线程是稀缺和昂贵的。现代服务器的能力可以处理比操作系统线程更多数量级的并发事务。

编写高吞吐量服务器软件的开发者不得不在事务之间共享线程，以有效利用硬件。这是用线程池来完成的，它将线程借给一个又一个事务，以节省为每个事务创建线程的成本。当这还不够时，开发人员开始将线程返回到线程池中，甚至在事务的中间，在等待 I/O 的时候。但是，这导致了一种异步的编程风格，需要一套独立的、不兼容的 API，并使故障排除、调试、观察和分析变得非常困难。

虚拟线程是 java.lang.Thread 的用户模式实现，它不会阻塞操作系统线程，能够实现接近最佳的硬件利用率。虚拟线程允许高水平的并发，以及高吞吐量，同时程序仍然与 Java 平台和工具的基于线程的设计相协调。虚拟线程对于平台线程来说，就像虚拟内存对于物理 RAM 一样：一种通过自动映射到底层物理资源而提供丰富的 "虚拟 "资源的机制。

该提案指出，使用虚拟线程不需要学习新的编程模型。使用 Java 编写并发应用程序的开发者已经知道这个模型。然而，开发人员需要改变由于线程的高成本而产生的旧习惯，特别是使用线程池，这些线程池只有在它们所汇集的资源稀缺或创建成本高昂时才有用。

虚拟线程是由 JDK 实现的 java.lang.Thread 的实例，它允许许多活动实例在同一进程中共存。虚拟线程的语义与平台线程相同，只是它们属于单一的 ThreadGroup，不能被枚举。

参考资料:

1. 进程、线程和协程的区别

2. 编程宝库