在 Spring Boot 3 中使用 Java 21+ 的虚拟线程（Virtual Threads）可以显著提升 I/O 密集型应用的并发能力。以下是详细实现步骤：

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1. 环境准备

• JDK 21+：确保安装 JDK 21 或更高版本
• Spring Boot 3.2+：最低要求（pom.xml 或 build.gradle）

<!-- Maven 依赖 -->
<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>3.2.0</version> <!-- 或更高版本 -->
</parent>

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

// Gradle 依赖
plugins {
    id 'java'
    id 'org.springframework.boot' version '3.2.0'
}

dependencies {
    implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-web'
}

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2. 配置虚拟线程

方式一：全局启用虚拟线程（Tomcat/Jetty）

import org.springframework.boot.web.embedded.tomcat.TomcatProtocolHandlerCustomizer;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

import java.util.concurrent.Executors;

@Configuration
public class VirtualThreadConfig {

    // Tomcat 配置（默认服务器）
    @Bean
    public TomcatProtocolHandlerCustomizer<?> protocolHandlerVirtualThreadExecutorCustomizer() {
        return protocolHandler -> 
            protocolHandler.setExecutor(Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor());
    }

    // Jetty 配置（如使用Jetty）
    // @Bean
    // public JettyVirtualThreadsCustomizer jettyVirtualThreadsCustomizer() {
    //    return new JettyVirtualThreadsCustomizer();
    // }
}

方式二：异步任务使用虚拟线程

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.scheduling.annotation.EnableAsync;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor;
import java.util.concurrent.Executor;

@Configuration
@EnableAsync
public class AsyncConfig {

    @Bean(name = "virtualThreadExecutor")
    public Executor virtualThreadExecutor() {
        return Thread.ofVirtual().name("virtual-", 0).factory()::newThread;
    }
}

使用异步方法：

@Service
public class AsyncService {

    @Async("virtualThreadExecutor")  // 指定执行器
    public CompletableFuture<String> asyncTask() {
        // 模拟耗时I/O操作
        return CompletableFuture.completedFuture("Virtual thread task completed");
    }
}

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3. 验证虚拟线程

测试控制器

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;

@RestController
public class TestController {

    @GetMapping("/thread")
    public String getThreadType() {
        // 打印当前线程信息
        Thread thread = Thread.currentThread();
        return """
            Thread name: %s
            Is virtual: %s
            Platform thread: %s
            """.formatted(
                thread.getName(),
                thread.isVirtual(),
                thread.isVirtual() ? "N/A" : thread.toString()
            );
    }

    @GetMapping("/sleep")
    public CompletableFuture<String> sleep() throws InterruptedException {
        Thread.sleep(1000); // 模拟I/O阻塞
        return CompletableFuture.completedFuture(
            "Done by: " + Thread.currentThread().getName()
        );
    }
}

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4. 启动应用

@SpringBootApplication
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }
}

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5. 测试验证

1. 访问 http://localhost:8080/thread 查看线程类型：

   Thread name: virtual-0
   Is virtual: true
   Platform thread: N/A
   

2. 并发测试（使用 ab 或 JMeter）：

   ab -n 1000 -c 200 http://localhost:8080/sleep
   

   观察低内存占用和高吞吐量

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关键注意事项

1. 阻塞操作识别：

   • 虚拟线程在 synchronized 块或本地方法调用时会固定到平台线程
   • 使用 jcmd <PID> Thread.dump_to_file -format=json <file> 分析线程状态

2. 线程局部变量：

   • 虚拟线程支持 ThreadLocal，但避免滥用（可能增加内存压力）
   • 考虑使用 ScopedValue（Java 21+）

3. 数据库连接池：

   // application.properties
   spring.datasource.hikari.thread-factory=java.util.concurrent.ThreadFactory
   

4. 调试配置：

   java -Djdk.tracePinnedThreads=full -jar your-app.jar
   

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完整配置示例（Tomcat + HikariCP）

@Configuration
public class VirtualThreadGlobalConfig {

    // Tomcat 虚拟线程执行器
    @Bean
    TomcatProtocolHandlerCustomizer<?> tomcatVirtualThreads() {
        return handler -> handler.setExecutor(Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor());
    }

    // HikariCP 使用虚拟线程工厂
    @Bean
    @ConfigurationProperties("spring.datasource.hikari")
    public HikariDataSource dataSource() {
        return new HikariDataSource(new HikariConfig() {{
            setThreadFactory(Thread.ofVirtual().factory());
        }});
    }

    // 异步任务执行器
    @Bean
    Executor virtualThreadExecutor() {
        return Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor();
    }
}

重要提示：虚拟线程最适合 I/O 密集型场景（如网络请求、数据库调用），对计算密集型任务提升有限。生产环境务必进行压力测试！