Analyse du code source LongAdder de la programmation simultanée Java

Avant-propos

Analysons son processus de mise en œuvre de base basé sur le code source.

Cette classe est généralement préférable à AtomicLong lorsque plusieurs threads mettent à jour une somme commune utilisée à des fins telles que la collecte de statistiques, et non pour un contrôle de synchronisation précis. En cas de faible contention de mise à jour, les deux classes ont des caractéristiques similaires. contention, le débit attendu de cette classe est nettement plus élevé, au détriment d'une consommation d'espace plus élevée.

Le paragraphe ci-dessus fait partie des commentaires sur le code source de LongAdder. Une fois traduit, cela signifie probablement LongAdder源码注释中的一部分，翻译过来意思大概是

当多个线程更新用于收集统计信息但不用于细粒度同步控制的目的的公共和时，此类通常优于AtomicLong。 在低更新争用下，这两个类具有相似的特征。 但在高争用的情况下，这一类的预期吞吐量明显更高，但代价是空间消耗更高。

也就是说LongAdder在并发度高的情况下效率更高，但是代价是以空间换时间。

通俗地解释一下LongAdder的原理：当并发少的时候，累加操作只在一个变量base上执行就够用了，所以和AtomicLong类似；但是当并发量上来的时候，如果还是在变量base上进行操作就会有很多线程阻塞，所以就创建一个数组cells，在数组的每一个元素上都可以进行累加，最后计算结果时再就算一下base和cells数组每个元素的和就行了。而线程具体在数组的哪一位进行操作可以通过计算hash来确定索引位置。

源码简介

LongAdder从父类Striped64继承过来的属性，这里的Cell是一个用来进行累加操作的内部类，内部有一个value属性来存储累加的值。

// CPU核心数
static final int NCPU = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
// 并发高时进行累加的Cell数组
transient volatile Cell[] cells;
// 多个线程没有竞争时在base上进行累加
transient volatile long base;
// Cell数组是否正在创建或扩容
transient volatile int cellsBusy;

累加操作方法increment()实际调用的是add(1L)，所以我们直接来看add方法

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; // 表示没有竞争
        if (as == null || (m = as.length - 1) < 0 ||
            (a = as[getProbe() & m]) == null ||
            !(uncontended = a.cas(v = a.value, v + x)))
            longAccumulate(x, null, uncontended);
    }
}

首先来看第一个if语句，初始状况下cells是null，所以会进行casBase操作，也就是在base变量上进行累加，如果操作成功了说明当前没有竞争，所以就结束了。

当并发量上来的时候，进行casBase方法就有可能会失败，所以这时进入第二个if语句判断。

• 第一次进来时Cell数组as是null，所以就会执行longAccumulate，对Cell数组as进行初始化并且在索引1位置累加1；

• 之后再执行到这个if语句as就不是null了，而且数组长度也大于0

• a = as[getProbe() & m]) == null，这句话简单的理解就是在数组as中随机找到一个索引位置，判断该位置的值是不是null，如果是null的话就执行longAccumulate，不是null继续向下判断

• !(uncontended = a.cas(v = a.value, v + x))这句话的意思是，在找到的这个索引位置进行累加操作，如果成功了就结束操作，如果失败了就执行longAccumulate

  .多多Cette classe est généralement préférée à AtomicLong lorsque plusieurs threads mettent à jour une somme commune utilisée pour collecter des statistiques, mais pas à des fins de contrôle de synchronisation précis. En cas de faible contention de mise à jour, ces deux classes ont des caractéristiques similaires. Mais dans des conditions de contention élevée, le débit attendu de cette classe est nettement plus élevé, mais au prix d’une consommation d’espace plus élevée.

C'est-à-dire que LongAdder est plus efficace lorsque la concurrence est élevée, mais le coût est d'échanger de l'espace contre du temps. 🎜🎜Expliquez le principe de LongAdder de manière simple : lorsqu'il y a peu de concurrence, il suffit d'effectuer l'opération d'accumulation sur une seule variable base, c'est donc la identique à AtomicLong Similaire ; mais lorsque la concurrence augmente, si vous opérez toujours sur la variable base, de nombreux threads seront bloqués, créez donc un tableau cells code>, l'accumulation peut être effectuée sur chaque élément du tableau. Lors du calcul du résultat final, il suffit de calculer la somme de chaque élément des tableaux <code>base et cells. Le bit spécifique du tableau où le thread opère peut être déterminé en calculant le hash pour déterminer la position de l'index. 🎜🎜Introduction au code source🎜🎜LongAdder est un attribut hérité de la classe parent Striped64. Le Cell est ici une classe interne utilisée pour les opérations d'accumulation. , il existe un attribut interne value pour stocker la valeur accumulée. 🎜rrreee🎜La méthode d'opération d'accumulation increment() appelle en fait add(1L), regardons donc directement la méthode add🎜rrreee🎜Premier de tous En regardant la première instruction if, cells est null initialement, donc l'opération casBase sera effectuée, aussi. Il s'agit d'accumuler sur la variable base. Si l'opération réussit, cela signifie qu'il n'y a pas de concurrence actuellement, donc c'est fini. 🎜🎜Lorsque la concurrence augmente, la méthode casBase peut échouer, donc à ce moment, le deuxième jugement de l'instruction if est saisi. 🎜

• 🎜Lorsque vous arrivez pour la première fois, le tableau Cell as est null , donc exécutera longAccumulate, initialisera le tableau Cell as et accumulera 11 / code>；🎜🎜
• 🎜Après avoir exécuté cette instruction if as, elle ne sera pas nulle et la longueur du tableau est également plus grande que 0

🎜🎜

🎜a = as[getProbe() & m]) == null, la simple compréhension de cette phrase est que dans le tableau as Trouvez aléatoirement une position d'index dans le code> et déterminez si la valeur de la position est <code>null. Si elle est null, exécutez longAccumulate, sinon <code> >nullContinuez à juger à la baisse🎜🎜

🎜!(uncontended = a.cas(v = a.value, v + x))Ceci La phrase signifie, dans Effectuer une opération d'accumulation sur la position d'index trouvée. Si elle réussit, l'opération se terminera. Si elle échoue, exécutez longAccumulate🎜🎜🎜.

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