@Contended是Java 8中引入的一個注解，用于減少多線程環(huán)境下的“偽共享”現(xiàn)象，以提高程序的性能。

要理解@Contended的作用，首先要了解一下什么是偽共享（False Sharing）。

1. 什么是偽共享？

偽共享（False Sharing）是多線程環(huán)境中的一種現(xiàn)象，涉及到CPU的緩存機(jī)制和緩存行（Cache Line）。

現(xiàn)代CPU中，為了提高訪問效率，通常會在CPU內(nèi)部設(shè)計一種快速存儲區(qū)域，稱為緩存（Cache）。CPU在讀寫主內(nèi)存中的數(shù)據(jù)時，會首先查看該數(shù)據(jù)是否已經(jīng)在緩存中。如果在，就直接從緩存讀取，避免了訪問主內(nèi)存的耗時；如果不在，則從主內(nèi)存讀取數(shù)據(jù)并放入緩存，以便下次訪問。

緩存不是直接對單個字節(jié)進(jìn)行操作的，而是以塊（通常稱為“緩存行”）為單位操作的。一個緩存行通常包含64字節(jié)的數(shù)據(jù)。

在多線程環(huán)境下，如果兩個或更多的線程在同一時刻分別修改存儲在同一緩存行的不同數(shù)據(jù)，那么CPU為了保證數(shù)據(jù)一致性，會使得其他線程必須等待一個線程修改完數(shù)據(jù)并寫回主內(nèi)存后，才能讀取或者修改這個緩存行的數(shù)據(jù)。盡管這些線程可能實際上操作的是不同的變量，但由于它們位于同一緩存行，因此它們之間就會存在不必要的數(shù)據(jù)競爭，這就是偽共享。

偽共享會降低并發(fā)程序的性能，因為它會增加緩存的同步操作和主內(nèi)存的訪問。解決偽共享的一種方式是盡量讓經(jīng)常被并發(fā)訪問的變量分布在不同的緩存行中，例如，可以通過增加無關(guān)的填充數(shù)據(jù)，或者利用諸如Java的@Contended注解等工具。

2. @Contended注解是什么？

@Contended 是Java 8引入的一個注解，設(shè)計用于減少多線程環(huán)境下的偽共享（False Sharing）問題以提高程序性能。

偽共享是現(xiàn)代多核處理器中一個重要的性能瓶頸，它發(fā)生在多個處理器修改同一緩存行（Cache Line）中的不同數(shù)據(jù)時。緩存行是內(nèi)存的基本單位，一般為64字節(jié)。當(dāng)一個處理器讀取主內(nèi)存中的數(shù)據(jù)時，它會將整個緩存行（包含需要的數(shù)據(jù)）加載到本地緩存（L1，L2或L3緩存）中。如果另一個處理器修改了同一緩存行中的其他數(shù)據(jù)，那么原先加載到緩存中的數(shù)據(jù)就會變得無效，需要重新從主內(nèi)存中加載。這會增加內(nèi)存訪問的延遲，降低程序性能。

@Contended注解可以標(biāo)注在字段或者類上。它能使得被標(biāo)注的字段在內(nèi)存布局上盡可能地遠(yuǎn)離其他字段，使得被標(biāo)注的字段或者類中的字段分布在不同的緩存行上，從而減少偽共享的發(fā)生。

例如，考慮以下代碼：

public class Foo {
    @Contended
    long x;
    long y;
}

在這里，x被@Contended注解標(biāo)記，所以x和y可能會被分布在不同的緩存行上，這樣如果多個線程并發(fā)訪問x和y，就不會引發(fā)偽共享。

需要注意的是，@Contended是JDK的內(nèi)部API，它在Java 8中引入，但在默認(rèn)情況下是不開放的，要使用需要添加JVM參數(shù)-XX:-RestrictContended，并且在編譯時需要使用--add-exports java.base/jdk.internal.vm.annotation=ALL-UNNAMED。此外，過度使用@Contended可能會浪費(fèi)內(nèi)存，因為它會導(dǎo)致大量的內(nèi)存空間被用作填充以保持字段間的距離。所以在使用時需要謹(jǐn)慎權(quán)衡內(nèi)存和性能的考慮。

3. 簡單案例

在Java 8及以上版本中，@Contended注解是屬于jdk的內(nèi)部API，因此在正常情況下使用時需要打開開關(guān)-XX:-RestrictContended才能正常使用。同時需要注意的是，@Contended在JDK 9以后的版本中可能無法正常工作，因為JDK 9開始禁止使用Sun的內(nèi)部API。

以下是一個@Contended注解的簡單使用案例：

import jdk.internal.vm.annotation.Contended;
public class ContendedExample {
    @Contended
    volatile long value1 = 0L;
    @Contended
    volatile long value2 = 0L;
    public void increaseValue1() {
        value1++;
    }
    public void increaseValue2() {
        value2++;
    }
    public static void main(String[] args) {
        ContendedExample example = new ContendedExample();
        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
                example.increaseValue1();
            }
        });
        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
                example.increaseValue2();
            }
        });
        thread1.start();
        thread2.start();
        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("value1: " + example.value1);
        System.out.println("value2: " + example.value2);
    }
}

這個例子中定義了兩個使用了@Contended注解的volatile長整型字段value1和value2。兩個線程分別對這兩個字段進(jìn)行增加操作。因為這兩個字段使用了@Contended注解，所以他們會被分布在不同的緩存行中，減少了因偽共享帶來的性能問題。但由于偽共享的影響在實際運(yùn)行中并不容易直接觀察，所以這個例子主要展示了@Contended注解的使用方式，而不是實際效果。

到此這篇關(guān)于java8中@Contended注解的使用的文章就介紹到這了,更多相關(guān)java @Contended注解內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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