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高并发下比AtomicLong性能更好的LongAdder

高并发下比AtomicLong性能更好的LongAdder
前言

JDK1.8相对之前版本做了很多多线程性能方面的优化,今天来看看AtomicLong和LongAdder(1.8新增),这两个类都是可以对一个Long数值进行原子类的操作增加或减少,用于计数。

AtomicLong原理


AtomicLong修改值最终是通过cas操作来修改的,如果没有更新成功,会在循环重新尝试更新。

LongAdder原理

有了AtomicLong之后,为什么还需要有LongAdder呢?LongAdder主要是为了在多线程并发高场景下使用,性能比AtomicLong更好。

AtomicLong在多线程下一直都是在更新一个热点数据value值,而LongAdder就通过将单个节点的并发修改分散到多个节点上,就相当于是在更新不同的value值,冲突少。

这个类里最主要的两个方法,add和sum。
先看下add方法实现:

1.如果cell为空,没有冲突的情况下,都是通过更新base值就成功,这个是为了在低并发的情况下性能也能和AtomicLong差不多。
2.如果cell不为空,则会根据当前线程的threadLocalRandomProbe值取模计算在cell数组中的位置,如果数组所在位置cell不为空,则cas方式更新相应的value值。
3.如果为空则会最后执行longAccumulate方法。

longAccumulate逻辑(代码比较长,考虑扩容等并发情况,大概说下逻辑):
1.如果当前线程定位到cell数组的位置为null,则会创建一个新的cell并将本次值赋值给cell的value值
2.如果不为空,则尝试通过定位到的cell去cas更新

sum方法实现:

这里就会遍历Cell数组里的所有值,加上base全部加一起返回。

性能测试

网上别人这个测试已经说的比较详细了
http://blog.palominolabs.com/2014/02/10/java-8-performance-improvements-longadder-vs-atomiclong/
但是这里并不要看到里面第一张图,就以为是在一个线程的时候AtomicLong性能高,而二个线程的时候AtomicLong就比LongAdder差很多了,并不是的。关键这里还是得看他的测试代码,他测试代码里面主要是每个线程会for循环加1000000次,所以跟一个线程加一次还是有区别的。

是不是可以废弃掉AtomicLong,全使用LongAdder呢

答案并不是的:
– 首先,AtomicLong API比较丰富,提供了incrementAndGet\getAndAdd等很方便的操作,而LongAdder主要是add\sum(用于取值)方法
– 由于LongAdder的取值sum方法是遍历了所有的cell,然后值相加得到,所以可能存在在获取值的时候cell的值有并发更新,统计的值有误差

总结

线程冲突不高情况下,使用AtomicLong是比较好,冲突高情况下使用LongAdder性能更好。相应的还有AtomicDouble vs DoubleAdder

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