浅谈比LongAdder功能更强大的LongAccumulator

怼烎@ 2022-12-21 14:57 149阅读 0赞

### 一、前言 ###

上一期分析了LongAdder的原理，这期我们来学习下比LongAdder功能更强大的LongAccumulator。要是上期LongAdder不记得的同学就再看看这篇：[高并发下解决AtomicLong性能瓶颈的方案——LongAdder][AtomicLong_LongAdder] 来回顾一下~LongAdder是本期要学习的LongAccumulator的一个特例，下面我们一起来探究下LongAccumulator。

### 二、浅谈LongAccumulator ###

#### 1、LongAccumulator的结构 ####

如图，LongAccumulator类同样地也是继承自Striped64类：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzM5NTkxMQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

这意味着LongAccumulator类也是一个高并发累加的类。

#### 2、构造方法 ####

LongAccumulator的构造方法如下：

public LongAccumulator(LongBinaryOperator accumulatorFunction,
                               long identity) { 
            this.function = accumulatorFunction;
            base = this.identity = identity;
        }

LongBinaryOperator 是一个双目运算器接口，并根据输入的两个参数返回一个计算值；identity是LongAccumulator累加器的初始值。

这是LongBinaryOperator接口的结构：

@FunctionalInterface
    public interface LongBinaryOperator { 
        long applyAsLong(long left, long right);
    }

可以看到LongBinaryOperator接口是更加两个long类型的参数返回一个值。

#### 3、初始化LongAccumulator ####

看完LongAccumulator的构造方法，来看看它怎么用。

LongAccumulator longAccumulator = new LongAccumulator(new LongBinaryOperator() { 
                @Override
                public long applyAsLong(long left, long right) { 
                    return left + right;
                }
            }, 2);

由Java8的新特性，也可以写成以下形式：

LongAccumulator longAccumulator = new LongAccumulator((left, right) -> left + right, 2);

上述代码中，我们使用LongAccumulator创建了一个初值为2的累加器。先比起LongAdder，LongAccumulator 可以为累加器提供**非0**的初始值，而LongAdder只能提供默认的0值。另外，LongAccumulator还可以提供累乘等运算（只需要我们自己定义双目运算器），而LongAdder内置累加规则。例如，我们可以使用下面的代码来定义一个累乘器：

LongAccumulator longAccumulator = new LongAccumulator((left, right) -> left * right, 2);

#### 4、LongAccumulator与LongAdder的不同之处 ####

LongAccumulator的accumulate方法：

public void accumulate(long x) { 
            Cell[] as; long b, v, r; int m; Cell a;
            if ((as = cells) != null ||
                (r = function.applyAsLong(b = base, x)) != b && !casBase(b, r)) { 
                boolean uncontended = true;
                if (as == null || (m = as.length - 1) < 0 ||
                    (a = as[getProbe() & m]) == null ||
                    !(uncontended =
                      (r = function.applyAsLong(v = a.value, x)) == v ||
                      a.cas(v, r)))
                    longAccumulate(x, function, uncontended);
            }
        }

LongAdder的add方法：

public void add(long x) { 
            Cell[] as; long b, v; int m; Cell a;
            if ((as = cells) != null || !casBase(b = base, b + x)) { 
                boolean uncontended = true;
                if (as == null || (m = as.length - 1) < 0 ||
                    (a = as[getProbe() & m]) == null ||
                    !(uncontended = a.cas(v = a.value, v + x)))
                    longAccumulate(x, null, uncontended);
            }
        }

仔细观察可以发现两者区别：

*  （1）调用`casBase`方法传入的参数不同。LongAccumulator的`casBase`传入的第二个参数是：`r = function.applyAsLong(b = base, x)`，根据LongBinaryOperator的运算规则来执行CAS；而LongAdder的`casBase`传入的第二个参数是：`b+x` ，也就是一个简单的累加规则来执行CAS。
 *  （2）调用`longAccumulate`方法传入的参数不同。LongAccumulator传递的是function，LongAdder传递的是null。

else if (a.cas(v = a.value, ((fn == null) ? v + x :fn.applyAsLong(v, x))))
          break;

这行代码告诉我们当fn为null是执行累加运算，否则执行LongBinaryOperator的运算规则。

### 三、总结 ###

本期主要讲了LongAccumulator比LongAdder更强大的地方：

*  累加的初始值可以自定义
 *  运算规则可以自定义

然后简单看了下LongAccumulator的构造，并分析了LongAccumulator的accumulate方法与LongAdder的add方法的不同。LongAccumulator更具体的实现原理与LongAdder并没有什么差异，所以就不过多赘述了，有兴趣的小伙伴可以自行阅读下。本期就到这里吧。

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[AtomicLong_LongAdder]: https://mp.weixin.qq.com/s/EQ3sfrW1xfUBZSd6sUxEIg
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