成神之路，需要耐得住寂寞，開(kāi)啟總結(jié)源碼之旅。
我閱讀總結(jié)源碼的目的不是為了炫技，我希望通過(guò)閱讀源碼可以解決一些問(wèn)題，也可以通過(guò)閱讀源碼理解別人思想，以幫助我們更好的寫(xiě)我們的代碼。
引子
在多線程的場(chǎng)景中，我們需要如何同步數(shù)據(jù)，通常會(huì)使用synchronized或者lock來(lái)處理，使用了synchronized意味著內(nèi)核態(tài)的一次切換。這是一個(gè)很重的操作。有沒(méi)有一種方式，可以比較便利的實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)同步，比如計(jì)數(shù)器等等。concurrent包下的atomic提供我們這么一種輕量級(jí)的數(shù)據(jù)同步的選擇。
他山之石
- 說(shuō)一說(shuō)Java的Unsafe類(lèi)：https://www.cnblogs.com/pkufork/p/java_unsafe.html
- java魔法之unsafe：https://leokongwq.github.io/2016/12/31/java-magic-unsafe.html
- java樂(lè)觀鎖實(shí)現(xiàn)案例：https://blog.csdn.net/zhangdehua678/article/details/79594212
- Java并發(fā)問(wèn)題--樂(lè)觀鎖與悲觀鎖以及樂(lè)觀鎖的一種實(shí)現(xiàn)方式-CAS:https://www.cnblogs.com/qjjazry/p/6581568.html
- JDK8系列之LongAdder解析：http://m.itdecent.cn/p/ec045c38ef0c
- jdk1.8 LongAdder源碼學(xué)習(xí)：https://blog.csdn.net/u011392897/article/details/60480108
使用例子
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
public class App {
public static void main(String[] args) throws Exception {
CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(100);
AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);
for (int i = 0; i < 100; i++) {
new Thread() {
@Override
public void run() {
atomicInteger.getAndIncrement();
countDownLatch.countDown();
}
}.start();
}
countDownLatch.await();
System.out.println(atomicInteger.get());
}
}
請(qǐng)暫時(shí)先忽略CountDownLatch，只是為了在主線程中等待所有子線程執(zhí)行完，打印結(jié)果。這個(gè)結(jié)果永遠(yuǎn)都是100。如果將AtomicInteger換成Integer，打印結(jié)果基本都是小于100。
原理
我們可以看一下AtomicInteger的代碼
他的值是存在一個(gè)volatile的int里面。volatile只能保證這個(gè)變量的可見(jiàn)性。不能保證他的原子性。
可以看看getAndIncrement這個(gè)類(lèi)似i++的函數(shù)，可以發(fā)現(xiàn)，是調(diào)用了UnSafe中的getAndAddInt。
UnSafe是何方神圣？可以參考上面的文章了解一下，UnSafe提供了java可以直接操作底層的能力。
進(jìn)一步，我們可以發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)方式：
如何保證原子性：自旋 + CAS（樂(lè)觀鎖）。在這個(gè)過(guò)程中，通過(guò)compareAndSwapInt比較更新value值，如果更新失敗，重新獲取舊值，然后更新。
優(yōu)缺點(diǎn)
CAS相對(duì)于其他鎖，不會(huì)進(jìn)行內(nèi)核態(tài)操作，有著一些性能的提升。但同時(shí)引入自旋，當(dāng)鎖競(jìng)爭(zhēng)較大的時(shí)候，自旋次數(shù)會(huì)增多。cpu資源會(huì)消耗很高。
換句話說(shuō)，CAS+自旋適合使用在低并發(fā)有同步數(shù)據(jù)的應(yīng)用場(chǎng)景。
jdk8做出的改進(jìn)和努力
在jdk8中引入了4個(gè)新的計(jì)數(shù)器類(lèi)型，LongAdder、LongAccumulator、DoubleAdder、DoubleAccumulator。他們都是繼承于Striped64。
在LongAdder 與AtomicLong有什么區(qū)別？
Atomic*遇到的問(wèn)題是，只能運(yùn)用于低并發(fā)場(chǎng)景。因此LongAddr在這基礎(chǔ)上引入了分段鎖的概念?？梢詤⒖肌禞DK8系列之LongAdder解析》一起看看做了什么。
大概就是當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)不激烈的時(shí)候，所有線程都是通過(guò)CAS對(duì)同一個(gè)變量（Base）進(jìn)行修改，當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的時(shí)候，會(huì)將根據(jù)當(dāng)前線程哈希到對(duì)于Cell上進(jìn)行修改（多段鎖）。
可以看到大概實(shí)現(xiàn)原理是：通過(guò)CAS樂(lè)觀鎖保證原子性，通過(guò)自旋保證當(dāng)次修改的最終修改成功，通過(guò)降低鎖粒度（多段鎖）增加并發(fā)性能。
關(guān)鍵點(diǎn)
- 自旋
- CAS樂(lè)觀鎖
- 多段鎖（分治思想）
