混合CPU密集与阻塞任务时虚拟线程性能劣化原因排查

测试环境：Spring Boot 3.4.0（基于JDK21），搭配嵌入式Tomcat

测试接口代码如下：

@GetMapping("/test")
public void mostIOLowCPU() throws InterruptedException {
    long startTime = System.currentTimeMillis();

    while (System.currentTimeMillis() - startTime < 100) {
        double x = Math.random();  // 占用CPU的随机操作
    }
    Thread.sleep(900);
}

通过JMeter进行压测：5000用户、10秒Ramp-up时间，压力约500QPS。两种配置下的结果差异巨大：

• 开启虚拟线程（配置spring.threads.virtual.enabled=true）：平均延迟约19秒
• 使用普通线程池（配置如下）：平均延迟仅1.027秒（已调大参数避免线程数量瓶颈）

server:
  tomcat:
    threads:
      max: 10000
    max-connections: 10000
    accept-count: 10000

针对以下两种场景，每隔2-3秒采集一次线程dump：

1. 虚拟线程模式
2. newThreadPerTaskExecutor执行器（性能与上述线程池接近，用于模拟虚拟线程的单任务单线程行为）

观察到的关键现象：

• 虚拟线程明明仅需sleep 900ms，却在4秒后仍未被唤醒：
  
• 同时，新的虚拟线程仍在执行CPU密集任务：
  
• 平台线程模式（每个任务创建新平台线程）：线程几乎在900ms睡眠结束后同时完成，最大延迟约1200ms

请问出现该现象的原因是什么？我猜测这与JVM调度虚拟线程挂载/解绑平台线程的机制有关。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者magiciansz