LongAdder源碼分析

AtomicLong是作用是對長整形進行原子操作，顯而易見，在java1.8中新加入了一個新的原子類LongAdder，該類也可以保證Long類型操作的原子性，相對于AtomicLong，LongAdder有着更高的性能和更好的表現，可以完全替代AtomicLong的來進行原子操作。

AtomicLong的代碼很簡單，下面僅以incrementAndGet()為例，對AtomicLong的原理進行說明。

incrementAndGet()源碼如下：

public final long incrementAndGet() {  
    for (;;) {  
        // 擷取AtomicLong目前對應的long值  
        long current = get();  
        // 将current加1  
        long next = current + 1;  
        // 通過CAS函數，更新current的值  
        if (compareAndSet(current, next))  
            return next;  
    }  
}

// value是AtomicLong對應的long值  
private volatile long value;  
// 傳回AtomicLong對應的long值  
public final long get() {  
    return value;  
}

public final boolean compareAndSet(long expect, long update) {  
return unsafe.compareAndSwapLong(this, valueOffset, expect, update); 
}

compareAndSet()的作用是更新AtomicLong對應的long值。它會比較AtomicLong的原始值是否與expect相等，若相等的話，則設定AtomicLong的值為update。

比AtomicLong更高效的LongAdder

AtomicLong的實作方式是内部有個value 變量，當多線程并發自增，自減時，均通過cas 指令從機器指令級别操作保證并發的原子性。

AtomicLong的實作方式是内部有個value 變量，當多線程并發自增，自減時，均通過CAS 指令從機器指令級别操作保證并發的原子性。

LongAdder是jdk8新增的用于并發環境的計數器，目的是為了在高并發情況下，代替AtomicLong/AtomicInt，成為一個用于高并發情況下的高效的通用計數器。

高并發下計數，一般最先想到的應該是AtomicLong/AtomicInt，AtmoicXXX使用硬體級别的指令 CAS 來更新計數器的值，這樣可以避免加鎖，機器直接支援的指令，效率也很高。但是AtomicXXX中的 CAS 操作在出現線程競争時，失敗的線程會白白地循環一次，在并發很大的情況下，因為每次CAS都隻有一個線程能成功，競争失敗的線程會非常多。失敗次數越多，循環次數就越多，很多線程的CAS操作越來越接近自旋鎖（spin lock）。計數操作本來是一個很簡單的操作，實際需要耗費的cpu時間應該是越少越好，AtomicXXX在高并發計數時，大量的cpu時間都浪費會在自旋上了，這很浪費，也降低了實際的計數效率。

// jdk1.8的AtomicLong的實作代碼，這段代碼在sun.misc.Unsafe中
// 當線程競争很激烈時，while判斷條件中的CAS會連續多次傳回false，這樣就會造成無用的循環，循環中讀取volatile變量的開銷本來就是比較高的
// 因為這樣，在高并發時，AtomicXXX并不是那麼理想的計數方式
public final long getAndAddLong(Object o, long offset, long delta) {
long v;
do {
v = getLongVolatile(o, offset);
} while (!compareAndSwapLong(o, offset, v, v + delta));
return v;
}

說LongAdder比在高并發時比AtomicLong更高效，這麼說有什麼依據呢？LongAdder是根據ConcurrentHashMap這類為并發設計的類的基本原理——鎖分段，來實作的，它裡面維護一組按需配置設定的計數單元，并發計數時，不同的線程可以在不同的計數單元上進行計數，這樣減少了線程競争，提高了并發效率。本質上是用空間換時間的思想，不過在實際高并發情況中消耗的空間可以忽略不計。

現在，在處理高并發計數時，應該優先使用LongAdder，而不是繼續使用AtomicLong。當然，線程競争很低的情況下進行計數，使用Atomic還是更簡單更直接，并且效率稍微高一些。

既要看單線程的執行結果，還要看多線程對他的影響。

每次操作時候都要看局部變量是不是等于成員變量（判斷是否沒有别的線程幹擾），最後再把局部變量指派給成員變量完成修改。成員變量的修改都是CAS。