前言
如题,如果你对AtomicLong的使用、运行机制还不了解的话,请移步我上一篇博文:【小家java】原子操作你还在用Synchronized?Atomic、LongAdder你真有必要了解一下了
如果你现在是用的JDK还是停留在JDK7及以下,对JDK8没有太多的了解,那么本文的讲述获取能让你又多一个赶紧升级的理由。
LongAdder这个类也许很多人闻所未闻,虽然已经使用JDK8很久了。那本文就是要扫盲啦
LongAdder
DoubleAccumulator、LongAccumulator、DoubleAdder、LongAdder是JDK1.8新增的部分,是对AtomicLong等类的改进。
LongAccumulator与LongAdder在高并发环境下比AtomicLong更高效。
看看LongAdder类的java doc怎么说?
* <p>This class is usually preferable to {@link AtomicLong} when * multiple threads update a common sum that is used for purposes such * as collecting statistics, not for fine-grained synchronization * control. Under low update contention, the two classes have similar * characteristics. But under high contention, expected throughput of * this class is significantly higher, at the expense of higher space * consumption. * * <p>LongAdders can be used with a {@link * java.util.concurrent.ConcurrentHashMap} to maintain a scalable * frequency map (a form of histogram or multiset). For example, to * add a count to a {@code ConcurrentHashMap<String,LongAdder> freqs}, * initializing if not already present, you can use {@code * freqs.computeIfAbsent(k -> new LongAdder()).increment();}
大概我们能抽取一些关键信息总结如下:
LongAdder中会维护一组(一个或多个)变量,这些变量加起来就是要以原子方式更新的long型变量。当更新方法add(long)在线程间竞争时,该组变量可以动态增长以减缓竞争。方法sum()返回当前在维持总和的变量上的总和。 (这种机制特别像分段锁机制)
与AtomicLong相比,LongAdder更多地用于收集统计数据,而不是细粒度的同步控制。在低并发环境下,两者性能很相似。但在高并发环境下,LongAdder有着明显更高的吞吐量,但是有着更高的空间复杂度(缺点就是内存占用偏高点)。
LongAdder是JDK1.8开始出现的,所提供的API基本上可以替换掉原先的AtomicLong。该类的outline如下:
LongAdder的优化思想
LongAdder所使用的思想就是热点分离,这一点可以类比一下ConcurrentHashMap的设计思想。就是将value值分离成一个数组,当多线程访问时,通过hash算法映射到其中的一个数字进行计数。而最终的结果,就是这些数组的求和累加。这样一来,就减小了锁的粒度。如下图所示:
在实现的代码中,LongAdder一开始并不会直接使用Cell[]存储。而是先使用一个long类型的base存储,当casBase()出现失败时,则会创建Cell[]。此时,如果在单个Cell上面出现了cell更新冲突,那么会尝试创建新的Cell,或者将Cell[]扩容为2倍。代码如下:
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)) {// 如cells不为空,直接对cells操作;否则casBase boolean uncontended = true; if (as == null || (m = as.length - 1) < 0 || (a = as[getProbe() & m]) == null || !(uncontended = a.cas(v = a.value, v + x))) // CAS cell longAccumulate(x, null, uncontended); // 创建新的Cell或者扩容 } }
与其他原子类一样,LongAdder也是基于CAS实现的。