虚拟线程实现Web服务器（处理HTTP请求）

使用Java虚拟线程开发一个Web服务器可以显著提升并发能力，同时保持代码简洁。在这个示例中，我们将使用 Java 21 的虚拟线程实现一个简单的 HTTP Web 服务器，逐步解释每个部分的代码。

实现目标

1. 通过虚拟线程处理 HTTP 请求。
2. 创建一个简单的 Web 服务器来响应客户端请求。
3. 适配 IO 阻塞的情况，让每个请求独占一个虚拟线程。

代码示例：Web服务器的实现

import com.sun.net.httpserver.HttpServer;
import com.sun.net.httpserver.HttpHandler;
import com.sun.net.httpserver.HttpExchange;

import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.util.concurrent.Executors;

public class VirtualThreadHttpServer {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1. 创建 HTTP 服务器，绑定到本地端口 8080
        HttpServer server = HttpServer.create(new InetSocketAddress(8080), 0);

        // 2. 注册 HTTP 处理程序（Handler），处理 "/hello" 路径
        server.createContext("/hello", new HelloHandler());

        // 3. 设置线程池，使用虚拟线程处理每个请求
        server.setExecutor(Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor());

        // 4. 启动服务器
        server.start();
        System.out.println("Server is listening on http://localhost:8080...");
    }

    // 处理 HTTP 请求的 Handler
    static class HelloHandler implements HttpHandler {
        @Override
        public void handle(HttpExchange exchange) throws IOException {
            // 5. 设置响应头和响应体内容
            String response = "Hello, Virtual Threads!";
            exchange.sendResponseHeaders(200, response.getBytes().length);

            // 6. 将响应内容写入输出流并关闭流
            try (OutputStream os = exchange.getResponseBody()) {
                os.write(response.getBytes());
            }
        }
    }
}

代码讲解

1. 创建 HTTP 服务器：

   HttpServer server = HttpServer.create(new InetSocketAddress(8080), 0);
   

   这里我们使用 com.sun.net.httpserver.HttpServer 创建一个 HTTP 服务器，并绑定到 localhost:8080 端口。第二个参数 0 表示允许的连接队列大小为默认值。

2. 注册请求处理程序（Handler）：

   server.createContext("/hello", new HelloHandler());
   

   我们通过 createContext 注册一个路径为 /hello 的处理器。当客户端访问该路径时，会触发对应的处理逻辑。

3. 使用虚拟线程池：

   server.setExecutor(Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor());
   

   在这里，我们使用了 虚拟线程池 来处理每个 HTTP 请求。newVirtualThreadPerTaskExecutor 是 Java 提供的一个工厂方法，能够为每个任务创建一个新的虚拟线程。

4. 启动服务器：

   server.start();
   

   服务器启动后，将开始监听客户端的 HTTP 请求。

5. 处理 HTTP 请求：

   String response = "Hello, Virtual Threads!";
   exchange.sendResponseHeaders(200, response.getBytes().length);
   

   这里我们定义了一个简单的响应消息 "Hello, Virtual Threads!"，并通过 sendResponseHeaders 发送状态码 200 和响应内容长度。

6. 输出响应内容并关闭流：

   try (OutputStream os = exchange.getResponseBody()) {
       os.write(response.getBytes());
   }
   

   将响应内容写入 HttpExchange 的输出流，并在完成后自动关闭流。

如何运行

1. 确保你使用的是 Java 21 及以上版本。
2. 将上述代码保存为 VirtualThreadHttpServer.java。
3. 编译并运行：

   javac VirtualThreadHttpServer.java
   java VirtualThreadHttpServer
   

4. 打开浏览器访问：http://localhost:8080/hello，你会看到如下输出：

   Hello, Virtual Threads!
   

虚拟线程的优势

1. 处理大量并发请求：每个请求都有自己的虚拟线程，避免了传统线程池的限制，支持上万甚至更多的并发连接。
2. 简化代码：通过虚拟线程，异步逻辑可以用同步的方式编写，无需复杂的回调或 CompletableFuture。
3. 低资源消耗：虚拟线程非常轻量级，不会像系统线程一样占用大量内存。

扩展功能建议

• 日志记录：添加请求日志，记录每次访问的路径和时间。
• 异步数据库访问：处理请求时查询数据库并返回结果。
• REST API：实现更多的 HTTP 处理程序来支持不同的 REST API 请求。

这个示例展示了虚拟线程如何简化 Web 服务器的开发，并在高并发场景下提供优异的性能。