你還只會用 AtomicXXX ?!恭喜你,可以下崗了!

来源:https://www.cnblogs.com/javastack/archive/2022/12/05/16952565.html
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在之前的文章中,棧長介紹了 LongAdder 的使用,性能實在太炸了,你還在用 AtomicInteger、AtomicLong 嗎?如果你還不知道 LongAdder,趕緊看我之前寫的那篇文章。 上次也提到了,在 JDK 8+ 中的 atomic 包下,還有另外一個兄弟類:LongAccumul ...


在之前的文章中,棧長介紹了 LongAdder 的使用,性能實在太炸了,你還在用 AtomicInteger、AtomicLong 嗎?如果你還不知道 LongAdder,趕緊看我之前寫的那篇文章。

上次也提到了,在 JDK 8+ 中的 atomic 包下,還有另外一個兄弟類:LongAccumulator

這個類又是什麼鬼?這篇棧長繼續帶大家揭開它神秘的面紗!

LongAccumulator

LongAccumulator 可以理解為 LongAdder 的增強版,它的功能要比 LongAdder 要更強大,或者說,LongAdder 只是 LongAccumulator 的一個實現而已。

另外,這些問題是 Java 程式員面試過程中必問的,出場率賊高,Java 程式員必懂,這些題我也都整理到了Java面試庫小程式中,歡迎前往小程式刷題。

比如:LongAdder 只能進行數字的簡單加減(只能是 1),而 LongAccumulator 提供了自定義的函數式介面,可以根據規則進行累加,不管是加減多少,或者是乘除多少,或者取最大值,想怎麼弄,規則自己定。

如源碼所示:

這個類也是 JDK 1.8 中新加的,與 LongAdder 不同的是,它的構造器提供了兩個參數:

  • LongBinaryOperator:函數式介面參數;
  • identity:初始值;

LongBinaryOperator 函數式介面方法需要兩個 long 值(左值+右值),並最終返回一個 long 值。

實戰測試

1、實現 LongAdder

首先,棧長用 LongAccumulator 來實現 LongAdder 同樣的功能。

定義一個累加規則的 LongAccumulator:

private static LongAccumulator longAccumulatorAdd = new LongAccumulator((left, right) -> left + right, 0);

這裡使用了 Lambda 表達式,這也是 Java 8 引進的新語法,不懂的可以關註公眾號:Java技術棧,看我之前寫的系列 Java 8+ 教程,菜單欄中都整理好了,這裡就不展開介紹了。

使用 LongAccumulator 進行累加:

/**
 * @author: 棧長
 * @from: 公眾號Java技術棧
 */
private static void add(LongAccumulator longAccumulator, long number) throws InterruptedException {
    long start = System.currentTimeMillis();
    ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(MAX_POOL_SIZE);
    for (int i = 0; i < MAX_POOL_SIZE; i++) {
        es.execute(() -> {
            for (int j = 0; j < MAX_LOOP_SIZE; j++) {
                longAccumulator.accumulate(number);
            }
        });
    }
    es.shutdown();
    es.awaitTermination(5, TimeUnit.MINUTES);
    System.out.printf("LongAccumulator %s*%s +%s 結果:%s,耗時:%sms.\n",
            MAX_POOL_SIZE,
            MAX_LOOP_SIZE,
            number,
            longAccumulator.get(),
            (System.currentTimeMillis() - start));
    longAccumulator.reset();
}

這裡只貼核心測試代碼了,完整代碼已上傳到了 Github:

https://github.com/javastacks/javastack

測試一下:

/**
 * @author: 棧長
 * @from: 公眾號Java技術棧
 */
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
	// 和 LongAdder 一致
    add(longAccumulatorAdd, 1);
    
    // 每次累加2
    add(longAccumulatorAdd, 2);
}

第一次調用方法實現了和 LongAdder 一樣的功能,第二次調用方法是每次累加 2,這個是 LongAdder 所辦不到的。

輸出結果:

一個很奇怪的現象是,為什麼累加 2 還要更快??

2、實現求最大值

這次實現一個自定義規則的運算,求所有值的最大值。

定義一個取最大值規則的 LongAccumulator:

private static LongAccumulator longAccumulatorMax = new LongAccumulator(Long::max, 50);

這裡使用了方法引用,這也是 Java 8 引進的新語法,不懂的可以關註公眾號:Java技術棧,看我之前寫的系列 Java 8+ 教程,菜單欄中都整理好了,這裡就不展開介紹了。

使用 LongAccumulator 進行取最大值:

/**
 * @author: 棧長
 * @from: 公眾號Java技術棧
 */
private static void max(LongAccumulator longAccumulator) throws InterruptedException {
    long start = System.currentTimeMillis();
    ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(MAX_POOL_SIZE);
    for (int i = 0; i < MAX_POOL_SIZE; i++) {
        int finalI = i;
        es.execute(() -> {
            longAccumulator.accumulate(finalI * 10);
        });
    }
    es.shutdown();
    es.awaitTermination(5, TimeUnit.MINUTES);
    System.out.printf("LongAccumulator 求最大值結果:%s,耗時:%sms.\n",
            longAccumulator.get(),
            (System.currentTimeMillis() - start));
    longAccumulator.reset();
}

這裡只貼核心測試代碼了,完整代碼已上傳到了 Github:

https://github.com/javastacks/javastack

測試一下:

/**
 * @author: 棧長
 * @from: 公眾號Java技術棧
 */
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    // 和 LongAdder 一致
    add(longAccumulatorAdd, 1);

    // 每次累加2
    add(longAccumulatorAdd, 2);

    // 求最大值
    max(longAccumulatorMax);
}

初始值為 50,迴圈中的最大值應該是 9 * 10 = 90,來看下測試結果:

沒毛病,結果輸出正常。

當然,求最大值遠遠不會用到這個類,這裡只是演示下這個自定義規則而已,你可以求乘積,更複雜的判斷運算等其他自定義規則的運算,有了自定義規則,那它所能實現的功能遠比 LongAdder 要強大,並且其性能也是旗鼓相當的。

總結

好了,總結下,LongAccumulator 有一個初始值,並且提供了一個自定義規則的函數式介面參數,功能要比 LongAdder 更強大,可以理解為 LongAdder 是 LongAccumulator 的一個實現,或者是 LongAccumulator 是 LongAdder 的增加版。

一句話總結就是:

簡單遞增、遞減 1 用 LongAdder 就夠了,複雜的累積運算用 LongAccumulator。

所以,怎麼解決 count++ 的線程安全性問題?還有沒有其他方案?

棧長最終總結下:

  • 累加方法加 synchronized/ Lock 同步鎖; 
  • 使用 AtomicInteger/ AtomicLong 原子類;
  • 使用 LongAdder 原子類(推薦使用);
  • 使用 LongAccumulator 原子類(推薦使用);

本文實戰源代碼完整版已經上傳:

https://github.com/javastacks/javastack

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