JAVA并发编程高级——JDK 新增的原子操作类 LongAdder_java 高并发 longadder 怎么用-优快云博客

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LongAdder 简单介绍

前面讲过，AtomicLong通过CAS提供了非阻塞的原子性操作，相比使用阻塞算法的同步器来说它的性能已经很好了，但是JDK开发组并不满足于此。使用AtomicLong 时，在高并发下大量线程会同时去竞争更新同一个原子变量，但是由于同时只有一个线程的CAS操作会成功，这就造成了大量线程竞争失败后，会通过无限循环不断进行自旋尝试CAS 的操作，而这会白白浪费 CPU 资源。

因此JDK8新增了一个原子性递增或者递减类LongAdder用来克服在高并发下使用AtomicLong的缺点。既然 AtomicLong的性能瓶颈是由于过多线程同时去竞争一个变量的更新而产生的，那么如果把一个变量分解为多个变量，让同样多的线程去竞争多个资源,是不是就解决了性能问题?是的，LongAdder 就是这个思路。下面通过图来理解两者设计的不同之处，如图 4-1 所示。

如图 4-1所示，使用 AtomicLong时，是多个线程同时竞争同一个原子变量。

如图 4-2所示，使用LongAdder时，则是在内部维护多个Cell变量，每个Cell 里面有一个初始值为0的long型变量，这样，在同等并发量的情况下，争夺单个变量更新操作的线程量会减少，这变相地减少了争夺共享资源的并发量。另外，多个线程在争夺同一个Cel 原子变量时如果失败了，它并不是在当前 Cel 变量上一直自旋 CAS 重试，而是尝试在其他 Cell的变量上进行 CAS尝试,这个改变增加了当前线程重试 CAS成功的可能性。最后,在获取LongAdder 当前值时,是把所有 Cell 变量的 value 值累加后再加上 base 返回的。

LongAdder 维护了一个延迟初始化的原子性更新数组(默认情况下Cell 数组是 null)和一个基值变量base。由于Cells 占用的内存是相对比较大的，所以一开始并不创建它而是在需要时创建，也就是惰性加载。

当一开始判断 Cell 数组是nul 并且并发线程较少时，所有的累加操作都是对 base 变量进行的。保持Cell数组的大小为2的N次方，在初始化时Cell数组中的Cell 元素个数为2，数组里面的变量实体是Cell 类型。Cell类型是AtomicLong的一个改进，用来减少缓存的争用,也就是解决伪共享问题。

对于大多数孤立的多个原子操作进行字节填充是浪费的，因为原子性操作都是无规律地分散在内存中的(也就是说多个原子性变量的内存地址是不连续的)，多个原子变量被放入同一个缓存行的可能性很小。但是原子性数组元素的内存地址是连续的，所以数组内的多个元素能经常共享缓存行，因此这里使用@sun.misc.Contended 注解对 Cell 类进行字节填充，这防止了数组中多个元素共享一个缓存行，在性能上是一个提升。