AtomicLong的原理

  AtomicLong是通过依靠底层的CAS来保障原子性的更新数据,在要添加或者减少的时候,会使用死循环不断地cas到特定的值,从而达到更新数据的目的。

LongAdder的原理

  LongAdder是在AtomicLong的基础上将单点更新压力分散到各个节点,在低并发的时候通过对八色的直接更新可以很好的保障和AtomicLong的性能基本保持一致,而在高并发的时候通过分散提高了性能。缺点就是LongAdder在统计的时候如果有并发更新,可能导致统计的数据有误差。

LongAdder继承了Striped64类

public class LongAdder extends Striped64 implements Serializable
 
LongAdder继承了Striped64类,来实现累加功能的,它是实现高并发累加的工具类; 
Striped64的设计核心思路就是通过内部的分散计算来避免竞争。 
Striped64内部包含一个base和一个Cell[] cells数组,又叫hash表。 
没有竞争的情况下,要累加的数通过cas累加到base上;如果有竞争的话,会将要累加的数累加到Cells数组中的某个cell元素里面。所以整个Striped64的值为sum=base+∑[0~n]cells。
Striped64内部三个重要的成员变量:
/**
* 存放Cell的hash表,大小为2的幂。
*/
transient volatile Cell[] cells;
/**
* 基础值,
* 1. 在没有竞争时会更新这个值;
* 2. 在cells初始化的过程中,cells处于不可用的状态,这时候也会尝试将通过cas操作值累加到base。
*/
transient volatile long base;
/**
* 自旋锁,通过CAS操作加锁,用于保护创建或者扩展Cell表。
*/
transient volatile int cellsBusy;
 

成员变量cells

cells数组是LongAdder高性能实现的必杀器: 
AtomicInteger只有一个value,所有线程累加都要通过cas竞争value这一个变量,高并发下线程争用非常严重; 
而LongAdder则有两个值用于累加,一个是base,它的作用类似于AtomicInteger里面的value,在没有竞争的情况不会用到cells数组,它为null,这时使用base做累加,有了竞争后cells数组就上场了,第一次初始化长度为2,以后每次扩容都是变为原来的两倍,直到cells数组的长度大于等于当前服务器cpu的数量为止就不在扩容(想下为什么到超过cpu数量的时候就不再扩容);每个线程会通过线程对cells[threadLocalRandomProbe%cells.length]位置的Cell对象中的value做累加,这样相当于将线程绑定到了cells中的某个cell对象上;
 

成员变量cellsBusy

cellsBusy,它有两个值0 或1,它的作用是当要修改cells数组时加锁,防止多线程同时修改cells数组,0为无锁,1为加锁,加锁的状况有三种 
1. cells数组初始化的时候; 
2. cells数组扩容的时候; 
3. 如果cells数组中某个元素为null,给这个位置创建新的Cell对象的时候;

成员变量base

它有两个作用: 
1. 在开始没有竞争的情况下,将累加值累加到base 
2. 在cells初始化的过程中,cells不可用,这时会尝试将值累加到base上;

Cell内部类

//为提高性能,使用注解@sun.misc.Contended,用来避免伪共享,
@sun.misc.Contended static final class Cell {
//用来保存要累加的值
volatile long value;
Cell(long x) { value = x; }
//使用UNSAFE类的cas来更新value值
final boolean cas(long cmp, long val) {
returnUNSAFE.compareAndSwapLong(this, valueOffset, cmp, val);
}
private static final sun.misc.Unsafe UNSAFE;
//value在Cell类中存储位置的偏移量;
private static final long valueOffset;
//这个静态方法用于获取偏移量
static {
try {
UNSAFE = sun.misc.Unsafe.getUnsafe();
Class<?> ak = Cell.class;
valueOffset = UNSAFE.objectFieldOffset
(ak.getDeclaredField("value"));
} catch (Exception e) {
throw new Error(e);
}
}
}
 
这个类很简单,final类型,内部有一个value值,使用cas来更新它的值;Cell类唯一需要注意的地方就是Cell类的注解@sun.misc.Contended。
 
 
 

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