Spring Boot + 虚拟线程实现的二维码生成器
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Spring Boot + 虚拟线程实现的二维码生成器
随着 Java 21 的发布，虚拟线程（Virtual Threads）成为了正式特性，彻底改变了 Java 的并发编程方式。它们为传统线程提供了更轻量、更易扩展的替代方案，让开发者能够编写出更加简洁高效的并发代码。
虚拟线程
虚拟线程为异步 Java 开发带来了革命性的变化。它们让 JVM 拥有了类似 Go 的并发能力，使高吞吐量应用的代码结构更加简洁、易于维护。如果你正在开发 Web 服务、文件处理器或任何 I/O 密集型应用，虚拟线程会成为你的得力助手。
虚拟线程是由 Java 虚拟机（JVM）直接管理的轻量级线程，而不是由操作系统管理。与平台线程（也称为内核线程或本地线程）相比，平台线程的创建和管理成本较高，而虚拟线程则极为廉价，可以轻松支持成千上万甚至上百万的并发线程。
虚拟线程依然基于熟悉的 java.lang.Thread API，这意味着你无需学习新的并发模型或库。
传统线程与操作系统线程是一一对应的：
- 每个 Java 线程对应一个操作系统线程
- 阻塞线程（如 I/O 操作）会占用操作系统资源
而虚拟线程采用多对一模型，允许大量虚拟线程共享少量操作系统线程。当虚拟线程遇到阻塞操作（如 sleep() 或 read()）时，JVM 会自动挂起该线程，让底层的承载线程去执行其他任务。
虚拟线程项目示例
下面的代码演示了如何配置 Tomcat（Spring Boot 默认的 Web 服务器）使用虚拟线程来处理请求任务，替代传统的平台线程。
@SpringBoojtApplication
@Configuration
public class DemoApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
}
@Bean
public TomcatProtocolHandlerCustomizer<?> protocolHandlerVirtualThreadExecutorCustomizer() {
return protocolHandler -> {
protocolHandler.setExecutor(Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor());
};
}
}
创建生成二维码的接口：
@RestController
@RequestMapping(path = "/api/qr")
public class QrController {
private final QRCodeWriter qrWriter = new QRCodeWriter();
private final Map<String, byte[]> store = new ConcurrentHashMap<>();
@GetMapping("/generate")
public ResponseEntity<String> generate(@RequestParam("text") String text,
@RequestParam(value = "size", defaultValue = "250") int size) {
try {
byte[] pngBytes = encodeToPng(text, size, size);
System.out.println(">>> in virtual thread: " + Thread.currentThread());
String id = UUID.randomUUID().toString();
store.put(id, pngBytes);
return ResponseEntity.ok(id);
} catch (Exception e) {
return ResponseEntity.internalServerError().body("Error: " + e.getMessage());
}
}
@GetMapping("/get/{id}")
public ResponseEntity<byte[]> getQRCode(@PathVariable String id) {
byte[] png = store.get(id);
if (png == null) {
return ResponseEntity.notFound().build();
}
return ResponseEntity.ok()
.contentType(MediaType.IMAGE_PNG)
.body(png);
}
private byte[] encodeToPng(String text, int width, int height) throws Exception {
BitMatrix matrix = qrWriter.encode(text, BarcodeFormat.QR_CODE, width, height);
try (ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream()) {
MatrixToImageWriter.writeToStream(matrix, "PNG", baos);
return baos.toByteArray();
}
}
}
创建交互界面：
<!DOCTYPE html>
<html lang="pt-BR">
<head>
<meta charset="UTF-8" />
<title>Gerador de QR Code</title>
<style>
body {
font-family: Arial, sans-serif;
text-align: center;
margin-top: 50px;
}
input, button {
font-size: 1rem;
padding: 8px;
margin: 5px;
}
img {
margin-top: 20px;
border: 1px solid #ccc;
}
</style>
</head>
<body>
<h1> QR Code Generator</h1>
<p>Write a text and click in the button to show a QR Code.</p>
<div>
<input type="text" id="textInput" placeholder="Texto para QR Code" size="40" />
<input type="number" id="sizeInput" value="250" min="50" max="1000" step="50" />
<button id="generateBtn">Generate</button>
</div>
<div id="qrcodeContainer">
</div>
<script>
const generateBtn = document.getElementById('generateBtn');
const textInput = document.getElementById('textInput');
const sizeInput = document.getElementById('sizeInput');
const qrcodeContainer = document.getElementById('qrcodeContainer');
generateBtn.addEventListener('click', () => {
const text = encodeURIComponent(textInput.value.trim());
const size = parseInt(sizeInput.value) || 250;
if (!text) {
alert('Please write text to generate QR Code.');
return;
}
fetch(`http://localhost:8080/api/qr/generate?text=${text}&size=${size}`)
.then(response => {
if (!response.ok) {
throw new Error('Error on generate QR CODE');
}
return response.text();
})
.then(id => {
const imgUrl = `/api/qr/get/${id}`;
qrcodeContainer.innerHTML = `
<p>ID QR ID: ${id}</p>
<img src="${imgUrl}" alt="QR Code" />
`;
})
.catch(err => {
console.error(err);
alert('Error: ' + err.message);
});
});
</script>
</body>
</html>
运行效果：
