Spring Boot 3虚拟线程的使用

在Spring Boot非Web应用中，使用虚拟线程时程序提前终止的问题及解决方案，可以通过以下步骤深入理解和验证：

问题根源分析

1. JVM退出机制
   Java中，当所有非守护线程结束时，JVM会立即退出。即使存在正在运行的守护线程（如虚拟线程），JVM也不会等待它们完成。

2. 虚拟线程的特性

   • 虚拟线程（Thread.ofVirtual()）默认是守护线程，且无法通过setDaemon(false)修改。
   • 虚拟线程由JVM管理，不直接映射到操作系统线程，因此其生命周期与JVM的退出策略紧密相关。

3. 非Web应用的默认行为
   非Web应用启动后，若没有其他非守护线程（如主线程、定时任务线程），JVM会立即退出。即使启用了虚拟线程执行任务，由于虚拟线程是守护线程，无法阻止JVM退出。

解决方案验证

Spring Boot从3.2.0-RC1开始提供spring.main.keep-alive=true配置，其原理如下：

1. KeepAlive监听器
   启用后，Spring Boot会注册一个KeepAlive监听器，在上下文刷新完成后启动一个非守护线程（命名为keep-alive），该线程无限期休眠（Thread.sleep(Long.MAX_VALUE)），确保JVM不会退出。

2. 线程终止逻辑
   当Spring上下文关闭时（如调用SpringApplication.exit()），KeepAlive监听器会中断keep-alive线程，允许JVM正常退出。

验证实验

实验1：未启用keep-alive

// 虚拟线程执行任务
OfVirtual virtual = Thread.ofVirtual().name("Task-");
virtual.start(() -> {
    System.out.println("任务开始");
    try { TimeUnit.SECONDS.sleep(5); } 
    catch (InterruptedException e) {}
    System.out.println("任务结束");
});
// 主线程休眠1秒
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

结果：仅输出任务开始，程序立即退出。
原因：虚拟线程是守护线程，主线程结束后JVM直接退出。

实验2：启用keep-alive

在application.properties中添加：

spring.main.keep-alive=true

结果：程序持续运行5秒，完整输出任务开始和任务结束。
原因：keep-alive线程阻止JVM退出，等待虚拟线程任务完成。

扩展建议

1. 任务完成检测
   如果任务需要显式通知完成，可结合CountDownLatch或CompletableFuture：

   CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);
   OfVirtual virtual = Thread.ofVirtual().name("Task-");
   virtual.start(() -> {
       try { /* 执行任务 */ }
       finally { latch.countDown(); }
   });
   latch.await(); // 阻塞直到任务完成
   

2. 资源清理
   确保在关闭应用前终止所有虚拟线程，避免资源泄漏。可通过Thread.ofVirtual().factory().allThreads()获取所有虚拟线程并中断。

3. 日志与监控
   启用虚拟线程后，建议配置日志记录线程信息（如%thread），以便区分平台线程与虚拟线程。

结论

用户提供的分析完全正确。虚拟线程的守护线程特性是导致非Web应用提前退出的根本原因，而spring.main.keep-alive=true通过注入非守护线程有效解决了这一问题。此方案是Spring Boot官方推荐的标准做法，适用于需要长期运行后台任务（如定时任务、消息消费）的非Web场景。