比AtomicLong更優秀的LongAdder確定不來了解一下嗎?

前言

思維導圖.png

最近阿里巴巴發佈了Java開發手冊(泰山版) ,其中第17條寫到:

阿里巴巴開發手冊.png

對於Java項目中計數統計的一些需求,如果是 JDK8,推薦使用 LongAdder 對象,比 AtomicLong 性能更好(減少樂觀鎖的重試次數)

在大多數項目及開源組件中,計數統計使用最多的仍然還是AtomicLong,雖然是阿里巴巴這樣說,但是我們仍然要根據使用場景來決定是否使用LongAdder

今天主要是來講講LongAdder實現原理,還是老方式,通過圖文一步步解開LongAdder神祕的面紗,通過此篇文章你會瞭解到:

  • 爲什麼AtomicLong在高併發場景下性能急劇下降?
  • LongAdder爲什麼快?
  • LongAdder實現原理(圖文分析)
  • AtomicLong是否可以被遺棄或替換?

本文代碼全部基於JDK 1.8,建議邊看文章邊看源碼更加利於消化

AtomicLong

當我們在進行計數統計的時,通常會使用AtomicLong來實現。AtomicLong能保證併發情況下計數的準確性,其內部通過CAS來解決併發安全性的問題。

AtomicLong實現原理

說到線程安全的計數統計工具類,肯定少不了Atomic下的幾個原子類。AtomicLong就是juc包下重要的原子類,在併發情況下可以對長整形類型數據進行原子操作,保證併發情況下數據的安全性。

public class AtomicLong extends Number implements java.io.Serializable {
	public final long incrementAndGet() {
	    return unsafe.getAndAddLong(this, valueOffset, 1L) + 1L;
	}

	public final long decrementAndGet() {
	    return unsafe.getAndAddLong(this, valueOffset, -1L) - 1L;
	}
}

我們在計數的過程中,一般使用incrementAndGet()decrementAndGet()進行加一和減一操作,這裏調用了Unsafe類中的getAndAddLong()方法進行操作。

接着看看unsafe.getAndAddLong()方法:

public final class Unsafe {
	public final long getAndAddLong(Object var1, long var2, long var4) {
	    long var6;
	    do {
	        var6 = this.getLongVolatile(var1, var2);
	    } while(!this.compareAndSwapLong(var1, var2, var6, var6 + var4));

	    return var6;
	}

	public final native boolean compareAndSwapLong(Object var1, long var2, long var4, long var6);
}

這裏直接進行CAS+自旋操作更新AtomicLong中的value值,進而保證value值的原子性更新

AtomicLong瓶頸分析

如上代碼所示,我們在使用CAS + 自旋的過程中,在高併發環境下,N個線程同時進行自旋操作,會出現大量失敗並不斷自旋的情況,此時AtomicLong的自旋會成爲瓶頸。

AtomicLong瓶頸分析.png

如上圖所示,高併發場景下AtomicLong性能會急劇下降,我們後面也會舉例說明。

那麼高併發下計數的需求有沒有更好的替代方案呢?在JDK8Doug Lea大神 新寫了一個LongAdder來解決此問題,我們後面來看LongAdder是如何優化的。

LongAdder

LongAdder和AtomicLong性能測試

我們說了很多LongAdder上性能優於AtomicLong,到底是不是呢?一切還是以代碼說話:

/**
 * Atomic和LongAdder耗時測試
 *
 * @author:一枝花算不算浪漫
 * @date:2020-05-12 7:06
 */
public class AtomicLongAdderTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        testAtomicLongAdder(1, 10000000);
        testAtomicLongAdder(10, 10000000);
        testAtomicLongAdder(100, 10000000);
    }

    static void testAtomicLongAdder(int threadCount, int times) throws Exception{
        System.out.println("threadCount: " + threadCount + ", times: " + times);
        long start = System.currentTimeMillis();
        testLongAdder(threadCount, times);
        System.out.println("LongAdder 耗時:" + (System.currentTimeMillis() - start) + "ms");
        System.out.println("threadCount: " + threadCount + ", times: " + times);
        long atomicStart = System.currentTimeMillis();
        testAtomicLong(threadCount, times);
        System.out.println("AtomicLong 耗時:" + (System.currentTimeMillis() - atomicStart) + "ms");
        System.out.println("----------------------------------------");
    }

    static void testAtomicLong(int threadCount, int times) throws Exception{
        AtomicLong atomicLong = new AtomicLong();
        List<Thread> list = Lists.newArrayList();
        for (int i = 0; i < threadCount; i++) {
            list.add(new Thread(() -> {
                for (int j = 0; j < times; j++) {
                    atomicLong.incrementAndGet();
                }
            }));
        }

        for (Thread thread : list) {
            thread.start();
        }

        for (Thread thread : list) {
            thread.join();
        }

        System.out.println("AtomicLong value is : " + atomicLong.get());
    }

    static void testLongAdder(int threadCount, int times) throws Exception{
        LongAdder longAdder = new LongAdder();
        List<Thread> list = Lists.newArrayList();
        for (int i = 0; i < threadCount; i++) {
            list.add(new Thread(() -> {
                for (int j = 0; j < times; j++) {
                    longAdder.increment();
                }
            }));
        }

        for (Thread thread : list) {
            thread.start();
        }

        for (Thread thread : list) {
            thread.join();
        }

        System.out.println("LongAdder value is : " + longAdder.longValue());
    }
}

執行結果:

CAS原理圖.png

這裏可以看到隨着併發的增加,AtomicLong性能是急劇下降的,耗時是LongAdder的數倍。至於原因我們還是接着往後看。

LongAdder爲什麼這麼快

先看下LongAdder的操作原理圖:

YUnlDO.png

既然說到LongAdder可以顯著提升高併發環境下的性能,那麼它是如何做到的?

1、 設計思想上,LongAdder採用"分段"的方式降低CAS失敗的頻次

這裏先簡單的說下LongAdder的思路,後面還會詳述LongAdder的原理。

我們知道,AtomicLong中有個內部變量value保存着實際的long值,所有的操作都是針對該變量進行。也就是說,高併發環境下,value變量其實是一個熱點數據,也就是N個線程競爭一個熱點。

LongAdder的基本思路就是分散熱點,將value值的新增操作分散到一個數組中,不同線程會命中到數組的不同槽中,各個線程只對自己槽中的那個value值進行CAS操作,這樣熱點就被分散了,衝突的概率就小很多。

LongAdder有一個全局變量volatile long base值,當併發不高的情況下都是通過CAS來直接操作base值,如果CAS失敗,則針對LongAdder中的Cell[]數組中的Cell進行CAS操作,減少失敗的概率。

例如當前類中base = 10,有三個線程進行CAS原子性的**+1操作**,線程一執行成功,此時base=11線程二、線程三執行失敗後開始針對於Cell[]數組中的Cell元素進行**+1操作**,同樣也是CAS操作,此時數組index=1index=2Cellvalue都被設置爲了1.

執行完成後,統計累加數據:sum = 11 + 1 + 1 = 13,利用LongAdder進行累加的操作就執行完了,流程圖如下:

分段加鎖思路.png

如果要獲取真正的long值,只要將各個槽中的變量值累加返回。這種分段的做法類似於JDK7ConcurrentHashMap的分段鎖。

2、使用Contended註解來消除僞共享

LongAdder 的父類 Striped64 中存在一個 volatile Cell[] cells; 數組,其長度是2 的冪次方,每個Cell都使用 @Contended 註解進行修飾,而@Contended註解可以進行緩存行填充,從而解決僞共享問題。僞共享會導致緩存行失效,緩存一致性開銷變大。

@sun.misc.Contended static final class Cell {

}

僞共享指的是多個線程同時讀寫同一個緩存行的不同變量時導致的 CPU緩存失效。儘管這些變量之間沒有任何關係,但由於在主內存中鄰近,存在於同一個緩存行之中,它們的相互覆蓋會導致頻繁的緩存未命中,引發性能下降。這裏對於僞共享我只是提一下概念,並不會深入去講解,大家可以自行查閱一些資料。

解決僞共享的方法一般都是使用直接填充,我們只需要保證不同線程的變量存在於不同的 CacheLine 即可,使用多餘的字節來填充可以做點這一點,這樣就不會出現僞共享問題。例如在Disruptor隊列的設計中就有類似設計(可參考我之前的博客文章:Disruptor學習筆記):

緩存行填充代碼.png

緩存行填充.png

Striped64類中我們可以看看Doug LeaCell上加的註釋也有說明這一點:

Cell註釋.png

紅框中的翻譯如下:

Cell類是AtomicLong添加了padded([email protected])來消除僞共享的變種版本。緩存行填充對於大多數原子來說是繁瑣的,因爲它們通常不規則地分散在內存中,因此彼此之間不會有太大的干擾。但是,駐留在數組中的原子對象往往彼此相鄰,因此在沒有這種預防措施的情況下,通常會共享緩存行數據(對性能有巨大的負面影響)。

3、惰性求值

LongAdder只有在使用longValue()獲取當前累加值時纔會真正的去結算計數的數據,longValue()方法底層就是調用sum()方法,對baseCell數組的數據累加然後返回,做到數據寫入和讀取分離。

AtomicLong使用incrementAndGet()每次都會返回long類型的計數值,每次遞增後還會伴隨着數據返回,增加了額外的開銷。

LongAdder實現原理

之前說了,AtomicLong是多個線程針對單個熱點值value進行原子操作。而LongAdder是每個線程擁有自己的槽,各個線程一般只對自己槽中的那個值進行CAS操作

比如有三個線程同時對value增加1,那麼value = 1 + 1 + 1 = 3

但是對於LongAdder來說,內部有一個base變量,一個Cell[]數組。
base變量:非競態條件下,直接累加到該變量上
Cell[]數組:競態條件下,累加個各個線程自己的槽Cell[i]中
最終結果的計算是下面這個形式:

value = base + i=0nCell[i]\sum\limits_{i=0}^nCell[i]

LongAdder源碼剖析

前面已經用圖分析了LongAdder高性能的原理,我們繼續看下LongAdder實現的源碼:

public class LongAdder extends Striped64 implements Serializable {
	public void increment() {
	    add(1L);
	}

	public void add(long x) {
	    Cell[] as; long b, v; int m; Cell a;
	    if ((as = cells) != null || !casBase(b = base, b + x)) {
	        boolean uncontended = true;
	        if (as == null || (m = as.length - 1) < 0 ||
	            (a = as[getProbe() & m]) == null ||
	            !(uncontended = a.cas(v = a.value, v + x)))
	            longAccumulate(x, null, uncontended);
	    }
	}

	final boolean casBase(long cmp, long val) {
        return UNSAFE.compareAndSwapLong(this, BASE, cmp, val);
    }
}

一般我們進行計數時都會使用increment()方法,每次進行**+1操作**,increment()會直接調用add()方法。

變量說明:

  • as 表示cells引用
  • b 表示獲取的base值
  • v 表示 期望值,
  • m 表示 cells 數組的長度
  • a 表示當前線程命中的cell單元格

條件分析:

條件一:as == null || (m = as.length - 1) < 0
此條件成立說明cells數組未初始化。如果不成立則說明cells數組已經完成初始化,對應的線程需要找到Cell數組中的元素去寫值。

條件一.png

條件二:(a = as[getProbe() & m]) == null
getProbe()獲取當前線程的hash值,m表示cells長度-1,cells長度是2的冪次方數,原因之前也講到過,與數組長度取模可以轉化爲按位與運算,提升計算性能。

當條件成立時說明當前線程通過hash計算出來數組位置處的cell爲空,進一步去執行longAccumulate()方法。如果不成立則說明對應的cell不爲空,下一步將要將x值通過CAS操作添加到cell中。

條件三:!(uncontended = a.cas(v = a.value, v + x)
主要看a.cas(v = a.value, v + x),接着條件二,說明當前線程hash與數組長度取模計算出的位置的cell有值,此時直接嘗試一次CAS操作,如果成功則退出if條件,失敗則繼續往下執行longAccumulate()方法。

條件二/條件三.png

接着往下看核心的longAccumulate()方法,代碼很長,後面會一步步分析,先上代碼:

java.util.concurrent.atomic.Striped64.:

final void longAccumulate(long x, LongBinaryOperator fn, boolean wasUncontended) {
    int h;
    if ((h = getProbe()) == 0) {
        ThreadLocalRandom.current();
        h = getProbe();
        wasUncontended = true;
    }
    boolean collide = false;
    for (;;) {
        Cell[] as; Cell a; int n; long v;
        if ((as = cells) != null && (n = as.length) > 0) {
            if ((a = as[(n - 1) & h]) == null) {
                if (cellsBusy == 0) {
                    Cell r = new Cell(x);
                    if (cellsBusy == 0 && casCellsBusy()) {
                        boolean created = false;
                        try {
                            Cell[] rs; int m, j;
                            if ((rs = cells) != null && (m = rs.length) > 0 && rs[j = (m - 1) & h] == null) {
                                rs[j] = r;
                                created = true;
                            }
                        } finally {
                            cellsBusy = 0;
                        }
                        if (created)
                            break;
                        continue;
                    }
                }
                collide = false;
            }
            else if (!wasUncontended)
                wasUncontended = true;
            else if (a.cas(v = a.value, ((fn == null) ? v + x : fn.applyAsLong(v, x))))
                break;
            else if (n >= NCPU || cells != as)
                collide = false;
            else if (!collide)
                collide = true;
            else if (cellsBusy == 0 && casCellsBusy()) {
                try {
                    if (cells == as) {
                        Cell[] rs = new Cell[n << 1];
                        for (int i = 0; i < n; ++i)
                            rs[i] = as[i];
                        cells = rs;
                    }
                } finally {
                    cellsBusy = 0;
                }
                collide = false;
                continue;
            }
            h = advanceProbe(h);
        }
        else if (cellsBusy == 0 && cells == as && casCellsBusy()) {
            boolean init = false;
            try {
                if (cells == as) {
                    Cell[] rs = new Cell[2];
                    rs[h & 1] = new Cell(x);
                    cells = rs;
                    init = true;
                }
            } finally {
                cellsBusy = 0;
            }
            if (init)
                break;
        }
        else if (casBase(v = base, ((fn == null) ? v + x : fn.applyAsLong(v, x))))
            break;                          
    }
}

代碼很長,if else分支很多,除此看肯定會很頭疼。這裏一點點分析,然後結合畫圖一步步瞭解其中實現原理。

我們首先要清楚執行這個方法的前置條件,它們是或的關係,如上面條件一、二、三

  1. cells數組沒有初始化
  2. cells數組已經初始化,但是當前線程對應的cell數據爲空
  3. cells數組已經初始化, 當前線程對應的cell數據爲空,且CAS操作+1失敗

longAccumulate()方法的入參:

  • long x 需要增加的值,一般默認都是1
  • LongBinaryOperator fn 默認傳遞的是null
  • wasUncontended競爭標識,如果是false則代表有競爭。只有cells初始化之後,並且當前線程CAS競爭修改失敗,纔會是false

然後再看下Striped64中一些變量或者方法的定義:

  • base: 類似於AtomicLong中全局的value值。在沒有競爭情況下數據直接累加到base上,或者cells擴容時,也需要將數據寫入到base上
  • collide:表示擴容意向,false 一定不會擴容,true可能會擴容。
  • cellsBusy:初始化cells或者擴容cells需要獲取鎖, 0:表示無鎖狀態 1:表示其他線程已經持有了鎖
  • casCellsBusy(): 通過CAS操作修改cellsBusy的值,CAS成功代表獲取鎖,返回true
  • NCPU:當前計算機CPU數量,Cell數組擴容時會使用到
  • getProbe(): 獲取當前線程的hash值
  • advanceProbe(): 重置當前線程的hash值

接着開始正式解析longAccumulate()源碼:

private static final long PROBE;

if ((h = getProbe()) == 0) {
    ThreadLocalRandom.current();
    h = getProbe();
    wasUncontended = true;
}

static final int getProbe() {
    return UNSAFE.getInt(Thread.currentThread(), PROBE);
}

我們上面說過getProbe()方法是爲了獲取當前線程的hash值,具體實現是通過UNSAFE.getInt()實現的,PROBE是在初始化時候獲取當前線程threadLocalRandomProbe的值。

注:Unsafe.getInt()有三個重載方法getInt(Object o, long offset)、getInt(long address) 和getIntVolatile(long address),都是從指定的位置獲取變量的值,只不過第一個的offset是相對於對象o的相對偏移量,第二個address是絕對地址偏移量。如果第一個方法中o爲null是,offset也會被作爲絕對偏移量。第三個則是帶有volatile語義的load讀操作。

如果當前線程的hash值h=getProbe()爲0,0與任何數取模都是0,會固定到數組第一個位置,所以這裏做了優化,使用ThreadLocalRandom爲當前線程重新計算一個hash值。最後設置wasUncontended = true,這裏含義是重新計算了當前線程的hash後認爲此次不算是一次競爭。hash值被重置就好比一個全新的線程一樣,所以設置了競爭狀態爲true

可以畫圖理解爲:

wasUncontended設置說明.png

接着執行for循環,我們可以把for循環代碼拆分一下,每個if條件算作一個CASE來分析:

final void longAccumulate(long x, LongBinaryOperator fn, boolean wasUncontended) {
    
    for (;;) {
        Cell[] as; Cell a; int n; long v;
        if ((as = cells) != null && (n = as.length) > 0) {
            
        }
        else if (cellsBusy == 0 && cells == as && casCellsBusy()) {
            
        }
        else if (casBase(v = base, ((fn == null) ? v + x : fn.applyAsLong(v, x))))
                                   
    }
}

如上所示,第一個if語句代表CASE1,裏面再有if判斷會以CASE1.1這種形式來講解,下面接着的else ifCASE2, 最後一個爲CASE3

CASE1執行條件
if ((as = cells) != null && (n = as.length) > 0) {

}

cells數組不爲空,且數組長度大於0的情況會執行CASE1CASE1的實現細節代碼較多,放到最後面講解。

CASE2執行條件和實現原理
else if (cellsBusy == 0 && cells == as && casCellsBusy()) {
    boolean init = false;
        try {
            if (cells == as) {
                Cell[] rs = new Cell[2];
                rs[h & 1] = new Cell(x);
                cells = rs;
                init = true;
            }
        } finally {
            cellsBusy = 0;
        }
        if (init)
            break;
}

CASE2 標識cells數組還未初始化,因爲判斷cells == as,這個代表當前線程到了這裏獲取的cells還是之前的一致。我們可以先看這個case,最後再回頭看最爲麻煩的CASE1實現邏輯。

cellsBusy上面說了是加鎖的狀態,初始化cells數組和擴容的時候都要獲取加鎖的狀態,這個是通過CAS來實現的,爲0代表無鎖狀態,爲1代表其他線程已經持有鎖了。cells==as代表當前線程持有的數組未進行修改過,casCellsBusy()通過CAS操作去獲取鎖。但是裏面的if條件又再次判斷了cell==as,這一點是不是很奇怪?通過畫圖來說明下問題:

cells==as雙重判斷說明.png

如果上面條件都執行成功就會執行數組的初始化及賦值操作, Cell[] rs = new Cell[2]表示數組的長度爲2,rs[h & 1] = new Cell(x) 表示創建一個新的Cell元素value是x值,默認爲1。

h & 1類似於我們之前HashMap或者ThreadLocal裏面經常用到的計算散列桶index的算法,通常都是hash & (table.len - 1),這裏就不做過多解釋了。 執行完成後直接退出for循環

CASE3執行條件和實現原理
else if (casBase(v = base, ((fn == null) ? v + x : fn.applyAsLong(v, x))))
    break;

進入到這裏說明cells正在或者已經初始化過了,執行caseBase()方法,通過CAS操作來修改base的值,如果修改成功則跳出循環,這個CASE只有在初始化Cell數組的時候,多個線程嘗試CAS修改cellsBusy加鎖的時候,失敗的線程會走到這個分支,然後直接CAS修改base數據。

CASE1 實現原理

分析完了CASE2和CASE3,我們再折頭回看一下CASE1,進入CASE1的前提是:cells數組不爲空,已經完成了初始化賦值操作。

接着還是一點點往下拆分代碼,首先看第一個判斷分支CASE1.1

if ((a = as[(n - 1) & h]) == null) {
    if (cellsBusy == 0) {
        Cell r = new Cell(x);
        if (cellsBusy == 0 && casCellsBusy()) {
            boolean created = false;
            try {
                Cell[] rs; int m, j;
                if ((rs = cells) != null && (m = rs.length) > 0 && rs[j = (m - 1) & h] == null) {
                    rs[j] = r;
                    created = true;
                }
            } finally {
                cellsBusy = 0;
            }
            if (created)
                break;
            continue;
        }
    }
    collide = false;
}

這個if條件中(a = as[(n - 1) & h]) == null代表當前線程對應的數組下標位置的cell數據爲null,代表沒有線程在此處創建Cell對象。

接着判斷cellsBusy==0,代表當前鎖未被佔用。然後新創建Cell對象,接着又判斷了一遍cellsBusy == 0,然後執行casCellsBusy()嘗試通過CAS操作修改cellsBusy=1,加鎖成功後修改擴容意向collide = false;

for (;;) {
    if ((rs = cells) != null && (m = rs.length) > 0 && rs[j = (m - 1) & h] == null) {
        rs[j] = r;
        created = true;
    }

    if (created)
        break;
    continue;
}

上面代碼判斷當前線程hash後指向的數據位置元素是否爲空,如果爲空則將cell數據放入數組中,跳出循環。如果不爲空則繼續循環。

CASE1.1.png

繼續往下看代碼,CASE1.2

else if (!wasUncontended)
    wasUncontended = true;

h = advanceProbe(h);

wasUncontended表示cells初始化後,當前線程競爭修改失敗wasUncontended =false,這裏只是重新設置了這個值爲true,緊接着執行advanceProbe(h)重置當前線程的hash,重新循環。

接着看CASE1.3

else if (a.cas(v = a.value, ((fn == null) ? v + x : fn.applyAsLong(v, x))))
    break;

進入CASE1.3說明當前線程對應的數組中有了數據,也重置過hash值,這時通過CAS操作嘗試對當前數中的value值進行累加x操作,x默認爲1,如果CAS成功則直接跳出循環。

CASE1.3.png

接着看CASE1.4:

else if (n >= NCPU || cells != as)
    collide = false;    

如果cells數組的長度達到了CPU核心數,或者cells擴容了,設置擴容意向collide爲false並通過下面的h = advanceProbe(h)方法修改線程的probe再重新嘗試

至於這裏爲什麼要提出和CPU數量做判斷的問題:每個線程會通過線程對cells[threadHash%cells.length]位置的Cell對象中的value做累加,這樣相當於將線程綁定到了cells中的某個cell對象上,如果超過CPU數量的時候就不再擴容是因爲CPU的數量代表了機器處理能力,當超過CPU數量時,多出來的cells數組元素沒有太大作用。

多線程更新Cell.png

接着看CASE1.5

 else if (!collide)
   collide = true;

如果擴容意向collidefalse則修改它爲true,然後重新計算當前線程的hash值繼續循環,在CASE1.4中,如果當前數組的長度已經大於了CPU的核數,就會再次設置擴容意向collide=false,這裏的意義是保證擴容意向爲false後不再繼續往後執行CASE1.6的擴容操作。

接着看CASE1.6分支:

else if (cellsBusy == 0 && casCellsBusy()) {
    try {
        if (cells == as) {
            Cell[] rs = new Cell[n << 1];
            for (int i = 0; i < n; ++i)
                rs[i] = as[i];
            cells = rs;
        }
    } finally {
        cellsBusy = 0;
    }
    collide = false;
    continue;
}

這裏面執行的其實是擴容邏輯,首先是判斷通過CAS改變cellsBusy來嘗試加鎖,如果CAS成功則代表獲取鎖成功,繼續向下執行,判斷當前的cells數組和最先賦值的as是同一個,代表沒有被其他線程擴容過,然後進行擴容,擴容大小爲之前的容量的兩倍,這裏用的按位左移1位來操作的。

Cell[] rs = new Cell[n << 1];

擴容後再將之前數組的元素拷貝到新數組中,釋放鎖設置cellsBusy = 0,設置擴容狀態,然後繼續循環執行。

到了這裏,我們已經分析完了longAccumulate()所有的邏輯,邏輯分支挺多,仔細分析看看其實還是挺清晰的,流程圖如下:

流程圖.png

我們再舉一些線程執行的例子裏面場景覆蓋不全,大家可以按照這種模式自己模擬場景分析代碼流程:

多線程執行示例.png

如有問題也請及時指出,我會第一時間更正,不勝感激!

LongAdder的sum方法

當我們最終獲取計數器值時,我們可以使用LongAdder.longValue()方法,其內部就是使用sum方法來彙總數據的。

java.util.concurrent.atomic.LongAdder.sum():

public long sum() {
    Cell[] as = cells; Cell a;
    long sum = base;
    if (as != null) {
        for (int i = 0; i < as.length; ++i) {
            if ((a = as[i]) != null)
                sum += a.value;
        }
    }
    return sum;
}

實現很簡單,base + i=0nCell[i]\sum\limits_{i=0}^nCell[i],遍歷cells數組中的值,然後累加。

AtomicLong可以棄用了嗎?

看上去LongAdder的性能全面超越了AtomicLong,而且阿里巴巴開發手冊也提及到 推薦使用 LongAdder 對象,比 AtomicLong 性能更好(減少樂觀
鎖的重試次數)
,但是我們真的就可以捨棄掉LongAdder了嗎?

當然不是,我們需要看場景來使用,如果是併發不太高的系統,使用AtomicLong可能會更好一些,而且內存需求也會小一些。

我們看過sum()方法後可以知道LongAdder在統計的時候如果有併發更新,可能導致統計的數據有誤差。

而在高併發統計計數的場景下,才更適合使用LongAdder

總結

LongAdder中最核心的思想就是利用空間來換時間,將熱點value分散成一個Cell列表來承接併發的CAS,以此來提升性能。

LongAdder的原理及實現都很簡單,但其設計的思想值得我們品味和學習。

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