Java并發(fā)編程之LongAdder執(zhí)行情況解析
正文
上篇文章 Java并發(fā)編程之LongAdder源碼(一)中最后寫(xiě)到了有三種情況會(huì)執(zhí)行longAccumulate
方法,下面就根據(jù)這三種情況來(lái)進(jìn)行分析
- 當(dāng)
Cell
數(shù)組為null
時(shí),傳入的三個(gè)參數(shù)為1,null,true
- 隨機(jī)找到
Cell
數(shù)組某個(gè)索引位置的值為null
時(shí),傳入的三個(gè)參數(shù)為1,null,true
- 對(duì)
Cell
數(shù)組某個(gè)索引位置的值進(jìn)行累加失敗時(shí),傳入的三個(gè)參數(shù)為1,null,false
longAccumulate方法
final void longAccumulate(long x, LongBinaryOperator fn, boolean wasUncontended) { int h; if ((h = getProbe()) == 0) { ThreadLocalRandom.current(); // force initialization h = getProbe(); wasUncontended = true; } boolean collide = false; // True if last slot nonempty for (;;) { Cell[] as; Cell a; int n; long v; if ((as = cells) != null && (n = as.length) > 0) { if ((a = as[(n - 1) & h]) == null) { if (cellsBusy == 0) { // Try to attach new Cell Cell r = new Cell(x); // Optimistically create if (cellsBusy == 0 && casCellsBusy()) { boolean created = false; try { // Recheck under lock Cell[] rs; int m, j; if ((rs = cells) != null && (m = rs.length) > 0 && rs[j = (m - 1) & h] == null) { rs[j] = r; created = true; } } finally { cellsBusy = 0; } if (created) break; continue; // Slot is now non-empty } } collide = false; } else if (!wasUncontended) // CAS already known to fail wasUncontended = true; // Continue after rehash else if (a.cas(v = a.value, ((fn == null) ? v + x : fn.applyAsLong(v, x)))) break; else if (n >= NCPU || cells != as) collide = false; // At max size or stale else if (!collide) collide = true; else if (cellsBusy == 0 && casCellsBusy()) { try { if (cells == as) { // Expand table unless stale Cell[] rs = new Cell[n << 1]; for (int i = 0; i < n; ++i) rs[i] = as[i]; cells = rs; } } finally { cellsBusy = 0; } collide = false; continue; // Retry with expanded table } h = advanceProbe(h); } else if (cellsBusy == 0 && cells == as && casCellsBusy()) { boolean init = false; try { // Initialize table if (cells == as) { Cell[] rs = new Cell[2]; rs[h & 1] = new Cell(x); cells = rs; init = true; } } finally { cellsBusy = 0; } if (init) break; } else if (casBase(v = base, ((fn == null) ? v + x : fn.applyAsLong(v, x)))) break; // Fall back on using base } }
代碼較長(zhǎng),我們分段來(lái)分析,首先介紹一下各部分的內(nèi)容
- 第一部分:
for
循環(huán)之前的代碼,主要是獲取線程的hash值,如果是0的話就強(qiáng)制初始化 - 第二部分:
for
循環(huán)中第一個(gè)if
語(yǔ)句,在Cell
數(shù)組中進(jìn)行累加、擴(kuò)容 - 第三部分:
for
循環(huán)中第一個(gè)else if
語(yǔ)句,這部分的作用是創(chuàng)建Cell
數(shù)組并初始化 - 第四部分:
for
循環(huán)中第二個(gè)else if
語(yǔ)句,當(dāng)Cell
數(shù)組競(jìng)爭(zhēng)激烈時(shí)嘗試在base
上進(jìn)行累加
線程hash值
int h; if ((h = getProbe()) == 0) { ThreadLocalRandom.current(); // force initialization h = getProbe(); wasUncontended = true; // true表示沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng) } boolean collide = false; // True if last slot nonempty 可以理解為是否需要擴(kuò)容
這部分的核心代碼是getProbe
方法,這個(gè)方法的作用就是獲取線程的hash
值,方便后面通過(guò)位運(yùn)算定位到Cell
數(shù)組中某個(gè)位置,如果是0
的話就會(huì)進(jìn)行強(qiáng)制初始化
初始化Cell數(shù)組
final void longAccumulate(long x, LongBinaryOperator fn, boolean wasUncontended) { // 省略... for (;;) { Cell[] as; Cell a; int n; long v; if ((as = cells) != null && (n = as.length) > 0) { // 省略... } else if (cellsBusy == 0 && cells == as && casCellsBusy()) { // 獲取鎖 boolean init = false; // 初始化標(biāo)志 try { // Initialize table if (cells == as) { Cell[] rs = new Cell[2]; // 創(chuàng)建Cell數(shù)組 rs[h & 1] = new Cell(x); // 索引1位置創(chuàng)建Cell元素,值為x=1 cells = rs; // cells指向新數(shù)組 init = true; // 初始化完成 } } finally { cellsBusy = 0; // 釋放鎖 } if (init) break; // 跳出循環(huán) } else if (casBase(v = base, ((fn == null) ? v + x : fn.applyAsLong(v, x)))) break; // Fall back on using base } }
第一種情況下Cell
數(shù)組為null
,所以會(huì)進(jìn)入第一個(gè)else if
語(yǔ)句,并且沒(méi)有其他線程進(jìn)行操作,所以cellsBusy==0
,cells==as
也是true
,casCellsBusy()
嘗試對(duì)cellsBusy
進(jìn)行cas
操作改成1
也是true
。
首先創(chuàng)建了一個(gè)有兩個(gè)元素的Cell
數(shù)組,然后通過(guò)線程h & 1
的位運(yùn)算在索引1
的位置設(shè)置一個(gè)value
為1
的Cell
,然后重新賦值給cells
,標(biāo)記初始化成功,修改cellsBusy
為0
表示釋放鎖,最后跳出循環(huán),初始化操作就完成了。
對(duì)base進(jìn)行累加
final void longAccumulate(long x, LongBinaryOperator fn, boolean wasUncontended) { // 省略... for (;;) { Cell[] as; Cell a; int n; long v; if ((as = cells) != null && (n = as.length) > 0) { // 省略... } else if (cellsBusy == 0 && cells == as && casCellsBusy()) { // 省略... } else if (casBase(v = base, ((fn == null) ? v + x : fn.applyAsLong(v, x)))) break; // Fall back on using base } }
第二個(gè)else if
語(yǔ)句的意思是當(dāng)Cell
數(shù)組中所有位置競(jìng)爭(zhēng)都很激烈時(shí),就嘗試在base
上進(jìn)行累加,可以理解為最后的保障
Cell數(shù)組初始化之后
final void longAccumulate(long x, LongBinaryOperator fn, boolean wasUncontended) { // 省略... for (;;) { Cell[] as; Cell a; int n; long v; if ((as = cells) != null && (n = as.length) > 0) { // as初始化之后滿足條件 if ((a = as[(n - 1) & h]) == null) { // as中某個(gè)位置的值為null if (cellsBusy == 0) { // Try to attach new Cell 是否加鎖 Cell r = new Cell(x); // Optimistically create 創(chuàng)建新Cell if (cellsBusy == 0 && casCellsBusy()) { // 雙重檢查是否有鎖,并嘗試加鎖 boolean created = false; // try { // Recheck under lock Cell[] rs; int m, j; if ((rs = cells) != null && (m = rs.length) > 0 && rs[j = (m - 1) & h] == null) { // 重新檢查該位置是否為null rs[j] = r; // 該位置添加Cell元素 created = true; // 新Cell創(chuàng)建成功 } } finally { cellsBusy = 0; // 釋放鎖 } if (created) break; // 創(chuàng)建成功,跳出循環(huán) continue; // Slot is now non-empty } } collide = false; // 擴(kuò)容標(biāo)志 } else if (!wasUncontended) // 上面定位到的索引位置的值不為null wasUncontended = true; // 重新計(jì)算hash,重新定位其他索引位置重試 else if (a.cas(v = a.value, ((fn == null) ? v + x : fn.applyAsLong(v, x)))) // 嘗試在該索引位置進(jìn)行累加 break; else if (n >= NCPU || cells != as) // 如果數(shù)組長(zhǎng)度大于等于CPU核心數(shù),就不能在擴(kuò)容 collide = false; // At max size or stale else if (!collide) // 數(shù)組長(zhǎng)度沒(méi)有達(dá)到最大值,修改擴(kuò)容標(biāo)志可以擴(kuò)容 collide = true; else if (cellsBusy == 0 && casCellsBusy()) { // 嘗試加鎖 try { if (cells == as) { // Expand table unless stale Cell[] rs = new Cell[n << 1]; // 創(chuàng)建一個(gè)原來(lái)長(zhǎng)度2倍的數(shù)組 for (int i = 0; i < n; ++i) rs[i] = as[i]; // 把原來(lái)的元素拷貝到新數(shù)組中 cells = rs; // cells指向新數(shù)組 } } finally { cellsBusy = 0; // 釋放鎖 } collide = false; // 已經(jīng)擴(kuò)容完成,修改標(biāo)志不用再擴(kuò)容 continue; // Retry with expanded table } h = advanceProbe(h); // 重新獲取hash值 } // 省略... }
根據(jù)代碼中的注釋分析一遍整體邏輯
- 首先如果找到數(shù)組某個(gè)位置上的值為
null
,說(shuō)明可以在這個(gè)位置進(jìn)行操作,就創(chuàng)建一個(gè)新的Cell
并初始化值為1
放到這個(gè)位置,如果失敗了就重新計(jì)算hash
值再重試 - 定位到的位置已經(jīng)有值了,說(shuō)明線程之間產(chǎn)生了競(jìng)爭(zhēng),如果
wasUncontended
是false
就修改為true
,并重新計(jì)算hash
重試 - 定位的位置有值并且
wasUncontended
已經(jīng)是true
,就嘗試在該位置進(jìn)行累加 - 當(dāng)累加失敗時(shí),判斷數(shù)組容量是否已經(jīng)達(dá)到最大,如果是就不能進(jìn)行擴(kuò)容,只能
rehash
并重試 - 如果前面條件都不滿足,并且擴(kuò)容標(biāo)志
collide
標(biāo)記為false
的話就修改為true
,表示可以進(jìn)行擴(kuò)容,然后rehash
重試 - 首先嘗試加鎖,成功了就進(jìn)行擴(kuò)容操作,每次擴(kuò)容長(zhǎng)度是之前的
2
倍,然后把原來(lái)數(shù)組內(nèi)容拷貝到新數(shù)組,擴(kuò)容就完成了。
以上就是Java并發(fā)編程之LongAdder執(zhí)行情況解析的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于Java并發(fā)LongAdder執(zhí)行的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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