在 Tomcat 中启用虚拟线程功能

先决条件

利用国庆节的时间阅读了虚拟线程相关的源码，写了一篇文章《虚拟线程 - VirtualThread源码透视》，介绍了虚拟线程的实现原理和使用示例。你需要做一些前期准备：

• 安装OpenJDK-19或Oracle JDK-19
• 准备嵌入式Tomcat的依赖。需要引入三个依赖包，分别是tomcat-embed-core、tomcat-embed-el和tomcat-embed-websocket，选择版本 10.1.0+

查看 CHANGELOG 以获得 Tomcat 官方文档：

Loom支持Tomcat项目的最低版本为10.1.0-M16，对应的正式版本为10.1.0 （当前时间是2022-10-07），低于这个版本是因为大量API还没有适配虚拟线程，主要是因为引用了监视器锁没有被修改，导致虚拟线程pin到载体（平台）线程等问题，所以没有其他选择。另外重要提醒三遍：

• 本文本质上是实验性的。需要仔细评估，才能完全确认修改后的功能可以应用于生产环境，否则不应该在生产环境中使用
• 本文本质上是实验性的。需要仔细评估，才能完全确认修改后的功能可以应用于生产环境，否则不应该在生产环境中使用
• 本文本质上是实验性的。需要仔细评估，才能完全确认修改后的功能可以应用于生产环境，否则不应该在生产环境中使用

引入依赖关系

引入以下依赖项：

    org.apache.tomcat.embed
    tomcat-embed-core
    10.1.0

org.apache.tomcat.embed
    tomcat-embed-el
    10.1.0


    org.apache.tomcat.embed
    tomcat-embed-websocket
    10.1.0

以编程方式初始化 Tomcat

为了利用反射调用java.base模块下未打开的一些依赖包并跟踪虚拟线程堆栈，程序时添加以下VM参数正在运行：

--add-打开 java.base/java.lang=ALL-UNNAMED --add-打开 java.base/java.lang.reflect=ALL-UNNAMED --add-打开 java.base/java.util。并发=全部未命名-Djdk.tracePinnedThreads=完整

IDEA的运行配置如下：

然后编写一个HttpServlet实现：

公共类 VirtualThreadHandleServlet 扩展 HttpServlet {

    private static Final DateTimeFormatter FORMATTER = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS");

    @覆盖
    protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) 抛出 ServletException, IOException {线程线程 = Thread.currentThread();
        System.out.printf("线程服务==>%s，虚拟==>%s，承载线程==>%s\n",
                thread.getName(), thread.isVirtual(), getCurrentCarrierThreadName(thread));
        resp.setStatus(www.sychzs.cn_OK);
        resp.setHeader("Content-Type", "application/json");
        字符串内容 = "{\"时间\":" + "\"" + www.sychzs.cn().format(FORMATTER) + "\"}";
        resp.getWriter().write(内容);
    }

    私有静态字符串 getCurrentCarrierThreadName(线程 currentThread) {
        if (currentThread.isVirtual()) {
            尝试 {
                MethodHandle methodHandle = MethodHandles.privateLookupIn(Thread.class, MethodHandles.lookup())
                        .findStatic(Thread.class, "currentCarrierThread", MethodType.methodType(Thread.class));
                线程载体Thread = (Thread) methodHandle.invoke();返回 CarrierThread.getName();
            } catch (Throwable e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        返回“未知”；
    }
}

Servlet实现比较简单，就是在控制台打印一些虚拟线程和载体线程的信息，然后返回HTTP状态码为200和 JSON 字符显示当前时间，精确到毫秒。然后写一个main方法来初始化Tomcat：

公共类 EmbedTomcatVirtualThreadDemo {

    私有静态最终字符串SERVLET_NAME =“VirtualThreadHandleServlet”;

    私有静态最终字符串 SERVLET_PATH = "/*";

    /**
     * 设置虚拟机参数：
     * --add-opens java.base/java.lang=ALL-UNNAMED
     * --add-opens java.base/java.lang.reflect=ALL-UNNAMED
     * --add-opens java.base/java.util.concurrent=ALL-UNNAMED
     * -Djdk.tracePinnedThreads=完整
     *
     * @param args 参数
     * @抛出异常e
     */
    公共静态无效主（字符串[] args）抛出Throwable {
        String pinMode = System.getProperty("jdk.tracePinnedThreads");System.out.println("引脚模式 = " + pinMode);
        Tomcat tomcat = new Tomcat();
        上下文 context = tomcat.addContext("", (new File(".")).getAbsolutePath());
        Tomcat.addServlet(context, SERVLET_NAME, new VirtualThreadHandleServlet());
        context.addServletMappingDecoded(SERVLET_PATH, SERVLET_NAME);
        连接器连接器 = new Connector();
        ProtocolHandler protocolHandler = Connector.getProtocolHandler();
        if (protocolHandler 实例 of AbstractProtocol 协议) {
            协议.setAddress(InetAddress.getByName("127.0.0.1"));
            协议.setPort(9091);
            ThreadFactory 工厂 = Thread.ofVirtual().name("embed-tomcat-virtualWorker-", 0).factory();
            Class klass = Class.forName("java.util.concurrent.ThreadPerTaskExecutor");
            MethodHandle methodHandle = MethodHandles.privateLookupIn(klass, MethodHandles.lookup()).findStatic(klass, "create", MethodType.methodType(klass, new Class[]{ThreadFactory.class}));
            ExecutorService 执行器 = (ExecutorService) methodHandle.invoke(factory);
            协议.setExecutor(执行器);
        }
        tomcat.getService().addConnector(连接器);
        tomcat.start();
    }
}

这里VirtualThreadHandleServlet匹配所有格式的请求路径并处理所有请求方法类型的请求。 默认的虚拟线程调度器不会为虚拟线程设置名称，即如果使用Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()作为Tomcat的线程池最后调用看到控制台输出的虚拟线程名称是一个空字符串。所以笔者这里使用MethodHandle直接实例化默认修饰符没有开放访问权限的ThreadPerTaskExecutor类，并强制基于自定义的ThreadFactory进行自定义构造 ThreadPerTaskExecutor 实例。调用main方法后，看到控制台输出：