简单看看LongAccumulator

Posted 2020-11-25 wyq1995

　　上篇博客我们看了AtomicLong和LongAdder的由来，但是有的时候我们想一下，LongAdder这个类也有点局限性，因为只能是每一次都+1，那有没有办法每次+2呢？或者每次乘以2？说得更抽象一点，我们能不能自己指定规则呢？干嘛老是傻乎乎的+1呢？

　　于是就有了LongAccumulator这个累加器，这个累加器更加抽象，前面使用的LongAdder只不过是这个累加器的一个特例，由此我们可以猜出这个累加器功能更加强大，但是需要我们自己的定制规则；

　　前提：看本篇博客的人应该熟悉jdk8中的函数式编程，jdk8是在2014年3月18日就推出了，到现在已经将近6年了，但是我们还是很多人在用着jdk8写着jdk7版本的代码，哎，无力吐槽！既然不能改变别人就改变自己吧！

 

一. 简单使用LongAccumulator累加器

　　我们先看看这个累加器的构成，如下所示：

public class LongAccumulator extends Striped64 implements Serializable {
    //这是一个函数式接口，函数描述符是(T,T)->T ，两个相同类型的数据按照某种规则运算，返回相同类型的数据
    private final LongBinaryOperator function;
    //这个是累加器的初始值，也就是相当于LongAdder的base字段，就好像LongAdder的初始值是0一样，但是这里的累加器初始值可以不为0
    private final long identity;

    //可以看到构造函数中要传进去一个函数行为，还有初始值
    public LongAccumulator(LongBinaryOperator accumulatorFunction, long identity) {
        this.function = accumulatorFunction;
        base = this.identity = identity;
    }

//这个就是函数式接口，用这个@FunctionalInterface注解标识，函数描述符是(T,T)->T
@FunctionalInterface
public interface LongBinaryOperator {
    long applyAsLong(long left, long right);
}

 

　　下面我们就简单的使用了，看看LongAccumulator在实例化的时候，我们使用Lambda表达式指定了累加规则，其实就是将传进去的数据和初始值进行累加，而传进去的数字可以在accumulate方法里面动态指定！

package com.example.demo.study;

import java.util.concurrent.atomic.LongAccumulator;

public class Study0127 {

    //这里使用LongAccumulator类
    public LongAccumulator num = new LongAccumulator((a,b)->a+b, 0);
    

    //每次调用这个方法，都会对全局变量加一操作，执行10000次
    public void sum() {
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            //LongAccumulator类的自增操作,这里的参数可以指定每次增加的数字
            num.accumulate(1);
            System.out.println("当前num的值为num= "+ num);
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Study0127 demo = new Study0127();
        //下面就是新建两个线程,分别调用一次sum方法
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                demo.sum();
            }
        }).start();

        new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                demo.sum();
            }
        }).start();    
    }
}

 

 

　　如果我们每个线程都要对一个初始值乘以2，那么可以像下面这样修改，只需要修改lambda表达式，初始值还有线程每进行一次运算所需要的数字就行了，有兴趣的可以自己试试

....省略部分代码
//注意这里的lambda表达式
public LongAccumulator num = new LongAccumulator((a,b)->a*b, 1);
    
//每次调用这个方法，都会对全局变量乘以2，每个线程都乘以4次
public void sum() {
    for (int i = 1; i < 5; i++) {
     //LongAccumulator类指定一个数字
      num.accumulate(2);
      System.out.println("当前num的值为num= "+ num);
    }
}
.....省略部分代码

 

 

二.走进LongAccumulator

　　其实没什么特别想看的吧，就是很多的两个if语句那里一堆判断，注意这里的base是我们实例化LongAccumulator累加器时候传进去的初始值

　　第一个if语句，会尝试更新将初始值和每一步要计算的值运算返回结果，更新初始值，如果初始值更新完毕之后就不会往下走；如果初始值更新失败，那么往下走

　　第二个if语句，只有当找到了对应的Cell数组中的Cell元素用CAS更新值的时候失败才会进入到if里面

　　用上面的乘以2的例子说一下，一个线程，初始值base是1，乘以2运算，结果是2，此时使用CAS尝试将初始值base设置为2，如果成功那么当前线程执行完毕；设置失败（可能是其他线程已经更新了base的值了），那么就去找Cell数组中的某个Cell元素去更新它，更新成功，则线程执行完毕；更新失败，去初始化Cell数组、扩容Cell数组等操作了

 public void accumulate(long x) {
    Cell[] as; long b, v, r; int m; Cell a;
    //注意这里这个if语句的第二个判断条件，这里就是传进去function.applyAsLong(b = base, x))，会调用我们传进去的lambda行为计算
    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)))
             //下面这个方法上次说了，就是对Cell数组的初始化，扩容和新创建Cell的操作，只不过在LongAdder中传递进去的function是null，
             //而这里传进去的就是我们自己定义的lambda行为，就不进去看了，基本一样
            longAccumulate(x, function, uncontended);
    }
}
//用CAS更新base的值
 final boolean casBase(long cmp, long val) {
    return UNSAFE.compareAndSwapLong(this, BASE, cmp, val);
}

　　

　　这个longAccumulate()方法上一篇已经分析过了，就不多说了，唯一不同的就是这次的fn不为null，所以这里不是v+x，而是fn.applyAsLong(v, x)，也就是我们传进去的lambda表达式

 

 

　　这次这个类没什么新的东西吧，就是用到了jdk8的行为参数化，我们传进去的不再是一个数值或者字符串，更应该说是传进去一个函数，熟悉js的人应该知道，有兴趣的可以了解一下！