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JUC中原子类,一篇就够了 null
这是java高并发系列第32篇文章。
java环境:jdk1.8。
本文主要内容
- 4种方式实现计数器功能,对比其性能
- 介绍LongAdder
- 介绍LongAccumulator
需求:一个jvm中实现一个计数器功能,需保证多线程情况下数据正确性。
我们来模拟50个线程,每个线程对计数器递增100万次,最终结果应该是5000万。
我们使用4种方式实现,看一下其性能,然后引出为什么需要使用LongAdder、LongAccumulator。
方式一:synchronized方式实现
输出:
平均耗时:390毫秒
方式2:AtomicLong实现
输出:
平均耗时:920毫秒
AtomicLong内部采用CAS的方式实现,并发量大的情况下,CAS失败率比较高,导致性能比synchronized还低一些。并发量不是太大的情况下,CAS性能还是可以的。
AtomicLong属于JUC中的原子类,还不是很熟悉的可以看一下:
JUC中原子类,一篇就够了
方式3:LongAdder实现
先介绍一下LongAdder,说到LongAdder,不得不提的就是AtomicLong,AtomicLong是JDK1.5开始出现的,里面主要使用了一个long类型的value作为成员变量,然后使用循环的CAS操作去操作value的值,并发量比较大的情况下,CAS操作失败的概率较高,内部失败了会重试,导致耗时可能会增加。
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。LongAdder在并发量比较大的情况下,操作数据的时候,相当于把这个数字分成了很多份数字,然后交给多个人去管控,每个管控者负责保证部分数字在多线程情况下操作的正确性。当多线程访问的时,通过hash算法映射到具体管控者去操作数据,最后再汇总所有的管控者的数据,得到最终结果。相当于降低了并发情况下锁的粒度,所以效率比较高,看一下下面的图,方便理解:
代码:
输出:
平均耗时:100毫秒
代码中new LongAdder()创建一个LongAdder对象,内部数字初始值是0,调用increment()方法可以对LongAdder内部的值原子递增1。reset()方法可以重置LongAdder的值,使其归0。
方式4:LongAccumulator实现
LongAccumulator介绍
LongAccumulator是LongAdder的功能增强版。LongAdder的API只有对数值的加减,而LongAccumulator提供了自定义的函数操作,其构造函数如下:
示例代码:
输出:
平均耗时:100毫秒
LongAccumulator的效率和LongAdder差不多,不过更灵活一些。
调用new LongAdder()等价于new LongAccumulator((x, y) -> x + y, 0L)。
从上面4个示例的结果来看,LongAdder、LongAccumulator全面超越同步锁及AtomicLong的方式,建议在使用AtomicLong的地方可以直接替换为LongAdder、LongAccumulator,吞吐量更高一些。
