怎么利用LongAdder分段累加机制解决高并发原子计数瓶颈

落丽姑娘_5559

落丽姑娘_5559

2026-04-01

518人浏览

原创

LongAdder通过分段累加机制缓解高并发瓶颈,将全局计数器拆为base字段和Cell数组,线程优先本地更新避免CAS竞争;AtomicLong因所有线程争抢同一内存地址导致大量自旋失败,性能低5–10倍。

怎么利用longadder分段累加机制解决高并发原子计数瓶颈

LongAdder 通过分段累加(striped counter)机制,把一个全局计数器拆成多个 Cell,让线程尽量在不同 Cell 上做局部更新,避免 CAS 竞争,从而显著缓解高并发下的原子计数瓶颈。

为什么 AtomicLong 在高并发下会成为瓶颈

AtomicLong 底层依赖 Unsafe.compareAndSwapLong,所有线程都争抢同一个内存地址。当线程数多、更新频繁时,大量 CAS 失败导致自旋重试,CPU 消耗高、吞吐下降。实测中,100+ 线程同时 increment,AtomicLong 的性能可能比 LongAdder 低 5–10 倍。

LongAdder 是怎么分段的

它内部维护一个 base 字段 + 一个 Cell 数组(类似哈希表):

  • 初始只用 base,轻量无竞争
  • 发生竞争(CAS base 失败)后,尝试初始化 cells 数组,并用线程的 probe 值(类似 ThreadLocalRandom 的 threadLocalProbe)映射到某个 cell 槽位
  • 后续同一线程优先复用同一 cell,减少跨槽争用
  • cells 数组支持动态扩容(类似 ConcurrentHashMap),但扩容条件较保守,避免过度开销

什么时候该用 LongAdder 而不是 AtomicLong

适用场景有明确特征:

  • 计数为主、读少写多(如 QPS 统计、请求总量、错误计数)
  • 不要求实时强一致性(sum() 是最终一致,非即时快照)
  • 不依赖 compareAndSet 或 getAndIncrement 这类原子语义
  • 能接受少量内存开销(每个 cell 占 24 字节,加上数组本身)

反例:需要精确控制递增顺序、做条件更新(如“只有小于 100 才加”)、或作为同步状态变量,仍应选 AtomicLong 或更高级工具(如 StampedLock 配合普通 long)。

使用时的关键注意事项

LongAdder 不是“即插即用”的黑盒,需注意几个细节:

  • sum() 不是原子快照:遍历 cells 过程中其他线程可能正在修改,结果反映的是近似和;如需严格一致,应配合外部同步(但通常没必要)
  • reset() 不是原子清零:它先重置 cells 各元素,再设 base=0,中间可能被其他线程插入更新
  • 不支持 decrement(减操作):只能 add(-n),不能像 AtomicLong 那样直接 decrementAndGet
  • 避免长期空闲后突然高并发:cells 可能未初始化,首波竞争会触发初始化+扩容,带来短暂延迟毛刺

不复杂但容易忽略:多数监控类计数场景,LongAdder 就是更优解;关键在理解它“为吞吐妥协一致性”的设计取舍,而不是把它当成 AtomicLong 的无缝替代。

PHP速学视频免费教程(入门到精通)
PHP速学视频免费教程(入门到精通)

PHP怎么学习?PHP怎么入门?PHP在哪学?PHP怎么学才快?不用担心,这里为大家提供了PHP速学教程(入门到精通),有需要的小伙伴保存下载就能学习啦!

下载

相关标签:

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

相关专题

更多
java
java

Java是一个通用术语,用于表示Java软件及其组件,包括“Java运行时环境 (JRE)”、“Java虚拟机 (JVM)”以及“插件”。php中文网还为大家带了Java相关下载资源、相关课程以及相关文章等内容,供大家免费下载使用。

2023.06.15

11857

6

java正则表达式语法
java正则表达式语法

java正则表达式语法是一种模式匹配工具,它非常有用,可以在处理文本和字符串时快速地查找、替换、验证和提取特定的模式和数据。本专题提供java正则表达式语法的相关文章、下载和专题,供大家免费下载体验。

2023.07.05

8942

9

java自学难吗
java自学难吗

Java自学并不难。Java语言相对于其他一些编程语言而言,有着较为简洁和易读的语法,本专题为大家提供java自学难吗相关的文章,大家可以免费体验。

2023.07.31

7672

8

java配置jdk环境变量
java配置jdk环境变量

Java是一种广泛使用的高级编程语言,用于开发各种类型的应用程序。为了能够在计算机上正确运行和编译Java代码,需要正确配置Java Development Kit(JDK)环境变量。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

2023.08.01

1264

3

java保留两位小数
java保留两位小数

Java是一种广泛应用于编程领域的高级编程语言。在Java中,保留两位小数是指在进行数值计算或输出时,限制小数部分只有两位有效数字,并将多余的位数进行四舍五入或截取。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

2023.08.02

1008

3

java基本数据类型
java基本数据类型

java基本数据类型有:1、byte;2、short;3、int;4、long;5、float;6、double;7、char;8、boolean。本专题为大家提供java基本数据类型的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

2023.08.02

1516

5

java有什么用
java有什么用

java可以开发应用程序、移动应用、Web应用、企业级应用、嵌入式系统等方面。本专题为大家提供java有什么用的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

2023.08.02

3089

5

java在线网站
java在线网站

Java在线网站是指提供Java编程学习、实践和交流平台的网络服务。近年来,随着Java语言在软件开发领域的广泛应用,越来越多的人对Java编程感兴趣,并希望能够通过在线网站来学习和提高自己的Java编程技能。php中文网给大家带来了相关的视频、教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读和下载。

2023.08.03

20351

3

配置java环境变量
配置java环境变量

配置Java环境变量是为了让操作系统能够识别和使用Java的相关命令和功能。本专题为大家提供配置java环境变量相关文章,帮助大家解决问题。

2023.08.03

1355

8

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
热门推荐
/
最新课程
phpStudy极速入门视频教程
phpStudy极速入门视频教程

共6课时 | 54.7万人学习

独孤九贱(4)_PHP视频教程
独孤九贱(4)_PHP视频教程

共89课时 | 134.1万人学习