longadder使用,longadder的实现原理是什么

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longadder使用,longadder的实现原理是什么

以下内容主要是针对遇上longadder的实现原理是什么等问题,我们该怎么处理呢。下面这篇文章将为你提供一个解决思路,希望能帮你解决到相关问题。

LongAdder的介绍

LongAdder是Java 8新增的一种高效的原子变量类型。相比于其他原子变量类型,LongAdder可以实现更高的并发性能。

LongAdder的实现原理

LongAdder的实现原理可以分为以下几个部分:

1.内部数据结构


private transient volatile Cell[] cells;
private transient volatile long base;
private transient volatile int cellsBusy;

LongAdder内部有一个数据结构cells,它是一个Cell类型的数组。其中,Cell是一个静态内部类,代码如下:


static final class Cell {
    volatile long value;
    Cell(long x) { value = x; }
    final boolean cas(long cmp, long val) {
        return UNSAFE.compareAndSwapLong(this, valueOffset, cmp, val);
    }
    //其他方法省略
}

Cell是一个包含一个long类型value成员变量的类。在并发访问的情况下,LongAdder使用Cell数组中的cell对象存储并发写入的数值。每个Cell有一个值,累加操作的过程就是在每个Cell中累加不同的值。在更新单元格时,它是通过CAS来保证线程安全的。

2.累加操作的实现


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) 

在累加操作时,LongAdder采用类似于分段锁的思想,对底层的数据结构进行细粒度的控制,从而实现了高并发下的累加操作。在add()方法中,首先尝试使用CAS原子操作直接更新base的值,如果成功则直接返回。如果访问的时候发现cells不为null,或CAS操作失败,则说明多个线程同时发起的累加请求,需要对cells数组中的元素进行处理。

3.多线程竞争和扩容操作

在add()方法中,当多个线程访问同一个cell对象导致竞争时,会采用类似于ConcurrentHashMap的扩容策略,将Cell数组扩容至原来的两倍大小,并将原来Cell数组中的元素重新分布到新的扩容数组中。

final void longAccumulate(long x, LongBinaryOperator fn,
                           boolean wasUncontended) {
    int h;
    if ((h = getProbe()) == 0) {
        ThreadLocalRandom.current(); // force initialization
        h = getProbe();
        wasUncontended = true;
    }
    boolean collide = false;                // True if last slot nonempty
    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) {       // Try to attach new Cell
                    Cell r = new Cell(x);   // Optimistically create
                    if (cellsBusy == 0 && casCellsBusy()) {
                        boolean created = false;
                        try {               // Recheck under lock
                            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;           // Slot is now non-empty
                    }
                }
                collide = false;
            }
            else if (!wasUncontended)       // CAS already known to fail
                wasUncontended = true;      // Continue after rehash
            else if (a.cas(v = a.value, ((fn == null) ? v + x :
                      fn.applyAsLong(v, x))))
                break;
            else if (n >= NCPU || cells != as)
                collide = false;            // At max size or stale
            else if (!collide)
                collide = true;
            else if (cellsBusy == 0 && casCellsBusy()) {
                try {
                    if (cells == as) {      // Expand table unless stale
                        Cell[] rs = new Cell[n 

在以上代码中,longAccumulate()方法用于处理多个线程访问同一个Cell对象时的扩容操作。通过扩充Cell数组和处理线程竞争等细节,LongAdder可以实现高速、高效的累加操作。

总结

以上就是为你整理的longadder的实现原理是什么全部内容,希望文章能够帮你解决相关问题,更多请关注本站相关栏目的其它相关文章!

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