LongAdder源码 - 凌冬的个人博客

LongAdder源码学习

在 JDK1.8 中，Java 提供了一个新的原子类 LongAdder。LongAdder 在高并发场景下会比 AtomicInteger 和 AtomicLong 的性能更好，代价就是会消耗更多的内存空间。

LongAdder 的原理就是降低操作共享变量的并发数，也就是将对单一共享变量的操作压力分散到多个变量值上，将竞争的每个写线程的 value 值分散到一个数组中，不同线程会命中到数组的不同槽中，各个线程只对自己槽中的 value 值进行 CAS 操作，最后在读取值的时候会将原子操作的共享变量与各个分散在数组的 value 值相加，返回一个近似准确的数值。

LongAdder 内部由一个 base 变量和一个 cell[] 数组组成。当只有一个写线程，没有竞争的情况下，LongAdder 会直接使用 base 变量作为原子操作变量，通过 CAS 操作修改变量；当有多个写线程竞争的情况下，除了占用 base 变量的一个写线程之外，其它各个线程会将修改的变量写入到自己的槽 cell[] 数组中，最终结果可通过以下公式计算得出：

LongAdder 在操作后的返回值只是一个近似准确的数值，但是 LongAdder 最终返回的是一个准确的数值，所以在一些对实时性要求比较高的场景下，LongAdder 并不能取代 AtomicInteger 或 AtomicLong。

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     /** Number of CPUS, to place bound on table size */
    static final int NCPU = Runtime.getRuntime().availableProcessors();

    /**
     * 单元格表。当非空时，大小为 2 的功率。
     */
    transient volatile Cell[] cells;

    /**
     * 基本值，主要用于没有争用时，但也作为
     * 在表初始化比赛期间的回退。通过 CAS 更新。
     */
    transient volatile long base;

    /**
     * 调整大小和/或创建单元格时使用的旋转锁（通过 CAS 锁定）。
     * 1表示加锁，0表示没加锁
     *  创建和扩容的时候，都是置为1
     */
    transient volatile int cellsBusy;

缓存行伪共享问题

cycle 表示1个时钟周期

CPU3级缓存是将内存中的数据预先读入缓存，加快访问速度

一个 cell 单位是24 字节（16字节的对象头和8字节的value）

core-0 修改 cell[0]
core-1 修改 cell[1]

无论谁修改成功，其他的 cell都会缓存行失效，解决的方法就是加 padding，让一个 cell 占用整个缓存行

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*表项属于Cell类;
    原子长填充的一种变体
*(通过@sun.misc.Contended)来减少缓存争用。
    填充
*对于大多数原子来说是多余的，因为它们通常是
*不规则地分散在内存中，因此不会产生太多干扰
*彼此之间。
    但是驻留在数组中的原子对象会
*倾向于相邻放置，大多数也是如此
*经常共享缓存线(具有巨大的负面性能)
*冲击)没有这个预防措施。
前后 加了 128字节的空隙， 

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