AtomicInteger はどのように同時プログラミングのパフォーマンスを向上させることができますか?

同時プログラミングでの AtomicInteger の使用

AtomicInteger は、Java の同時実行ライブラリのクラスで、変数を必要とせずに複数のスレッドから同時にアクセスできるようにします。同期用。このクラスの実際のアプリケーションを理解することは、コードのパフォーマンスを最適化するために非常に重要です。

Atomic Counter

AtomicInteger の主な使用例の 1 つは、アトミック カウンターとしてです。 IncrementAndGet() や decrementAndGet() などのメソッドにより、複数のスレッドがデータを破損することなくカウントをインクリメントおよびデクリメントできることが保証されます。これは、スレッド数や統計などの共有カウンターを追跡する場合に特に役立ちます。

Compare-and-Swap Primitive

AtomicInteger は、compareAndSet() メソッドもサポートしています。 、変数の現在の値を指定された期待値とアトミックに比較します。値が一致する場合、変数は指定された新しい値に更新されます。この比較交換メカニズムは、ノンブロッキング アルゴリズムを実装するための基本です。

ノンブロッキング アルゴリズム

ノンブロッキング アルゴリズムは、ロックやブロック操作の使用を回避して、スレッドの安全性。代わりに、比較および交換操作を利用して同時更新を処理します。 AtomicInteger の比較および交換メソッドを使用することにより、ノンブロッキング アルゴリズムは正確さを犠牲にすることなく、高い同時実行性とスケーラビリティを実現できます。

例: ノンブロッキング乱数ジェネレーター

ノンブロッキング アルゴリズムに AtomicInteger を使用する一般的な例は、スレッド セーフな乱数ジェネレーターです。次の実装を考えてみましょう:

public class AtomicPseudoRandom extends PseudoRandom {
    private AtomicInteger seed;

    public AtomicPseudoRandom(int seed) {
        this.seed = new AtomicInteger(seed);
    }

    public int nextInt(int n) {
        while (true) {
            int s = seed.get();
            int nextSeed = calculateNext(s);
            if (seed.compareAndSet(s, nextSeed)) {
                int remainder = s % n;
                return remainder > 0 ? remainder : remainder + n;
            }
        }
    }
}

このノンブロッキング乱数ジェネレーターは、AtomicInteger を使用してシードをアトミ​​ックに計算および更新します。ロックを回避することで、特に同時実行性の高いシナリオで、スレッドの競合が最小限に抑えられ、パフォーマンスが向上します。

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