浅谈比LongAdder功能更强大的LongAccumulator

简介: 浅谈比LongAdder功能更强大的LongAccumulator

一、前言


上一期分析了LongAdder的原理,这期我们来学习下比LongAdder功能更强大的LongAccumulator。要是上期LongAdder不记得的同学就再看看这篇:高并发下解决AtomicLong性能瓶颈的方案——LongAdder 来回顾一下~LongAdder是本期要学习的LongAccumulator的一个特例,下面我们一起来探究下LongAccumulator。


二、浅谈LongAccumulator


1、LongAccumulator的结构


如图,LongAccumulator类同样地也是继承自Striped64类:


20201116200701448.png


这意味着LongAccumulator类也是一个高并发累加的类。


2、构造方法


LongAccumulator的构造方法如下:

  public LongAccumulator(LongBinaryOperator accumulatorFunction,
                           long identity) {
        this.function = accumulatorFunction;
        base = this.identity = identity;
    }


LongBinaryOperator 是一个双目运算器接口,并根据输入的两个参数返回一个计算值;identity是LongAccumulator累加器的初始值。


这是LongBinaryOperator接口的结构:

@FunctionalInterface
public interface LongBinaryOperator {
    long applyAsLong(long left, long right);
}

可以看到LongBinaryOperator接口是更加两个long类型的参数返回一个值。


3、初始化LongAccumulator


看完LongAccumulator的构造方法,来看看它怎么用。

    LongAccumulator longAccumulator = new LongAccumulator(new LongBinaryOperator() {
            @Override
            public long applyAsLong(long left, long right) {
                return left + right;
            }
        }, 2);

由Java8的新特性,也可以写成以下形式:


LongAccumulator longAccumulator = new LongAccumulator((left, right) -> left + right, 2);


上述代码中,我们使用LongAccumulator创建了一个初值为2的累加器。先比起LongAdder,LongAccumulator 可以为累加器提供非0的初始值,而LongAdder只能提供默认的0值。另外,LongAccumulator还可以提供累乘等运算(只需要我们自己定义双目运算器),而LongAdder内置累加规则。例如,我们可以使用下面的代码来定义一个累乘器:

 LongAccumulator longAccumulator = new LongAccumulator((left, right) -> left * right, 2);

4、LongAccumulator与LongAdder的不同之处


LongAccumulator的accumulate方法:


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

LongAdder的add方法:

  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);
        }
    }

仔细观察可以发现两者区别:


(1)调用casBase方法传入的参数不同。LongAccumulator的casBase传入的第二个参数是:r = function.applyAsLong(b = base, x),根据LongBinaryOperator的运算规则来执行CAS;而LongAdder的casBase传入的第二个参数是:b+x ,也就是一个简单的累加规则来执行CAS。

(2)调用longAccumulate方法传入的参数不同。LongAccumulator传递的是function,LongAdder传递的是null。


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


这行代码告诉我们当fn为null是执行累加运算,否则执行LongBinaryOperator的运算规则。


三、总结


本期主要讲了LongAccumulator比LongAdder更强大的地方:


  • 累加的初始值可以自定义
  • 运算规则可以自定义


然后简单看了下LongAccumulator的构造,并分析了LongAccumulator的accumulate方法与LongAdder的add方法的不同。LongAccumulator更具体的实现原理与LongAdder并没有什么差异,所以就不过多赘述了,有兴趣的小伙伴可以自行阅读下。本期就到这里吧。

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