J.U.C体系进阶（三）- juc-atomic 原子类框架

桃扇骨 2022-02-14 10:49 233阅读 0赞

# Java - J.U.C体系进阶 #

作者：Kerwin

邮箱：806857264@qq.com

> 说到做到，就是我的忍道！

## juc-atomic 原子类框架 ##

### AtomicInteger ###

> AtomicInteger即进行原子操作，CAS，有关CAS的可以详细再去查一查，涉及到C，汇编，硬件层面了，该类主要运用于多线程下的变量修改
> 
> 主要涉及其自增，自加，set相关方法，适用场景：适合快速变量操作的场景，最简单的例子：比如统记网站访问人数，延申：自旋锁

public class AtomicIntegerTest { 
    	private static final ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(50);
    
    	private static AtomicInteger surplusTickets = new AtomicInteger(100);// 余票量
    	private static int surplusThread = 500;// 统计进程执行量，在进程都执行完毕后才关闭主线程
    	
    	private static AtomicInteger total = new AtomicInteger(0);
    	
    	public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
    		Date beginTime = new Date();  
    		for (int i = 0; i < surplusThread; i++) { 
    			final int runNum = i;
    			pool.execute(new Runnable() { 
    				public void run() { 
    					boolean getted = takeTicket();
    					String gettedMsg = "";
    					if (getted) { 
    						gettedMsg = "has getted";
    						total.incrementAndGet();
    					} else { 
    						gettedMsg = "not getted";
    					}
    					
    					System.out.println("thread " + runNum + " " + gettedMsg + ", remain: " + surplusTickets
    							+ ", line up:" + surplusThread + "..");
    				}
    			});
    		}
    
    		while (surplusThread >= 30) { 
    			sleep(100);
    		}
    		
    		Date overTime = new Date();
    		System.out.println("take times:" + (overTime.getTime() - beginTime.getTime()) + " millis.");
    		System.out.println("total is: " + total);
    	}
    
    
    	/** * 拿出一张票 */
    	private static boolean takeTicket() { 
    		boolean result = false;
    		sleep(30);
    		if (surplusTickets.decrementAndGet() >= 0) { 
    			result = true;
    		} else { 
    			surplusTickets.set(0);
    		}
    		surplusThread -= 1;
    		return result;
    	}
    
    	/** * 睡觉觉 */
    	private static void sleep(int millis) { 
    		try { 
    			Thread.sleep(millis);
    		} catch (InterruptedException e) { 
    			e.printStackTrace();
    		}
    	}
    }
    
    CAS 是整个编程重要的思想之一。整个计算机的实现中都有CAS的身影。微观上看汇编的 CAS 是实现操作系统级别的原子操作的基石。从编程语言角度来看 CAS 是实现多线程非阻塞操作的基石。宏观上看，在分布式系统中，我们可以使用 CAS 的思想利用类似Redis的外部存储，也能实现一个分布式锁。
    从某个角度来说架构就将微观的实现放大，或者底层思想就是将宏观的架构进行微缩。计算机的思想是想通的，所以说了解底层的实现可以提升架构能力，提升架构的能力同样可加深对底层实现的理解。计算机知识浩如烟海，但是套路有限。抓住基础的几个套路突破，从思想和思维的角度学习计算机知识。不要将自己的精力花费在不停的追求新技术的脚步上，跟随‘start guide line’只能写一个demo，所得也就是一个demo而已。
    停下脚步，回顾基础和经典或许对于技术的提升更大一些

### AtomicReference ###

针对普通对象级别的CAS操作，**以无锁方式访问共享资源**的能力 ，但是原子操作有一个ABA问题，所以一般情况下用的也不过，有兴趣的再自己搜一搜吧

### **AtomicXXXFieldUpdater** ###

针对普通对象级别单一属性修改的CAS操作，**以无锁方式访问共享资源**的能力 ，但是原子操作有一个ABA问题，所以一般情况下用的也不过，有兴趣的再自己搜一搜吧

### 更强的原子类-LongAdder ###

> **LongAdder**可以显著提升高并发环境下的性能
> 
> 基础操作和AtomicInteger，AtomicLong相似
> 
> 总之，低并发、一般的业务场景下AtomicLong是足够了。如果并发量很多，存在大量写多读少的情况，那LongAdder可能更合适

LongAdder的优化思路：

AtomicLong的实现方式是内部有个value 变量，当多线程并发自增，自减时，均通过cas 指令从机器指令级别操作保证并发的原子性

LongAdder则是采用了分段思想，将单一value的更新压力分担到多个value中去，降低单个value的 “热度”，分段更新