Android中的AtomicLong原理、使用與實(shí)戰(zhàn)指南
更新時間：2025年03月05日 10:23:01 作者：jiet_h
本文詳細(xì)介紹了AtomicLong在Android多線程開發(fā)中的應(yīng)用,包括其核心原理、基本使用、適用場景、生產(chǎn)環(huán)境實(shí)戰(zhàn)案例以及性能優(yōu)化建議,通過大量Kotlin代碼示例,幫助開發(fā)者更好地理解和使用AtomicLong,感興趣的朋友一起看看吧
本文結(jié)合生產(chǎn)環(huán)境實(shí)戰(zhàn)案例，帶你徹底搞懂AtomicLong在Android多線程開發(fā)中的應(yīng)用。全文包含大量Kotlin代碼示例，建議收藏備用。
一、為什么需要AtomicLong？
在Android開發(fā)中，當(dāng)多個線程同時操作同一個Long型變量時，你可能會遇到這樣的詭異場景：
var counter = 0L
fun increment() {
// 這個操作在并發(fā)場景下會出錯！
counter++
}這個簡單的自增操作，編譯后會變成多條JVM指令（ILOAD, LCONST_1, LADD, LSTORE），根本不是原子操作！普通Long變量在多線程環(huán)境下存在安全隱患。
二、AtomicLong的核心原理
2.1 CAS機(jī)制
AtomicLong底層采用CAS（Compare And Swap）算法：
// 偽代碼實(shí)現(xiàn)
fun incrementAndGet(): Long {
while(true) {
val current = get()
val next = current + 1
if (compareAndSet(current, next)) {
return next
}
}
}這個過程就像超市寄存柜——只有當(dāng)柜子里的物品和預(yù)期一致時，才能放入新物品。通過自旋重試機(jī)制保證原子性，但要注意CPU資源消耗。
2.2 內(nèi)存可見性
通過volatile關(guān)鍵字保證修改的可見性：
// JDK源碼片段
private volatile long value;
public final long get() {
return value;
}這個設(shè)計(jì)讓所有線程都能立即看到最新值。
三、AtomicLong的基本使用
3.1 初始化方式
// 初始值為0 val atomicCounter = AtomicLong() // 帶初始值 val pageViewCounter = AtomicLong(1000)
3.2 常用方法詳解
| 方法名 | 等價操作 | 說明 |
|---|---|---|
| get() | val = x | 獲取當(dāng)前值 |
| set(newValue) | x = new | 直接賦值（慎用！） |
| getAndIncrement() | x++ | 先返回舊值再+1（適合計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)） |
| incrementAndGet() | ++x | 先+1再返回新值 |
| compareAndSet(expect, update) | CAS操作 | 核心方法，成功返回true |
四、AtomicLong的適用場景
? 推薦使用場景
- 低并發(fā)的精確計(jì)數(shù)器（如頁面訪問量統(tǒng)計(jì)）
- 需要保證原子性的狀態(tài)標(biāo)記（如下載進(jìn)度百分比）
- 需要配合其他原子類構(gòu)建復(fù)雜邏輯
不推薦場景
- 超高并發(fā)計(jì)數(shù)器（考慮LongAdder）
- 需要保證連續(xù)性的操作（如ID生成）
五、生產(chǎn)環(huán)境實(shí)戰(zhàn)案例
5.1 頁面訪問量統(tǒng)計(jì)
class PageVisitTracker {
private val visitCount = AtomicLong(0)
// 注意：這個方法要在后臺線程調(diào)用
fun trackVisit() {
visitCount.incrementAndGet()
if (visitCount.get() % 100 == 0L) {
uploadToServer() // 每100次上報服務(wù)器
}
}
fun getVisitCount() = visitCount.get()
}5.2 下載進(jìn)度同步
class DownloadManager {
private val progress = AtomicLong(0)
fun updateProgress(bytes: Long) {
progress.addAndGet(bytes)
val current = progress.get()
if (current % (1024 * 1024) == 0L) { // 每MB更新UI
runOnUiThread { updateProgressBar(current) }
}
}
}六、性能優(yōu)化建議
- 避免濫用get()：頻繁調(diào)用get()會導(dǎo)致緩存失效
- 慎用lazySet：只有在明確不需要立即可見時使用
- 注意自旋消耗：高并發(fā)下考慮退避策略或改用LongAdder
七、與LongAdder的抉擇
當(dāng)遇到類似需求時：
when {
writeQPS < 1000 -> AtomicLong()
writeQPS > 5000 -> LongAdder()
else -> 根據(jù)業(yè)務(wù)精度要求選擇
}八、常見坑點(diǎn)排查
8.1 原子性誤解
錯誤用法：
if (atomicValue.get() > 100) {
atomicValue.set(0) // 這兩個操作不是原子的！
}正確姿勢：
while (true) {
val current = atomicValue.get()
if (current <= 100) break
if (atomicValue.compareAndSet(current, 0)) break
}8.2 數(shù)值溢出問題
val MAX = Long.MAX_VALUE
val counter = AtomicLong(MAX - 10)
repeat(20) {
counter.incrementAndGet() // 最后會變成Long.MIN_VALUE
}九、進(jìn)階技巧
9.1 配合Kotlin擴(kuò)展函數(shù)
fun AtomicLong.update(action: (Long) -> Long) {
while (true) {
val current = get()
val newValue = action(current)
if (compareAndSet(current, newValue)) return
}
}
// 使用示例
atomicCounter.update { it * 2 }9.2 性能監(jiān)控方案
class MonitoredAtomicLong(
initialValue: Long
) : AtomicLong(initialValue) {
private val casFailureCount = AtomicInteger()
override fun compareAndSet(expect: Long, update: Long): Boolean {
val success = super.compareAndSet(expect, update)
if (!success) casFailureCount.incrementAndGet()
return success
}
fun printStats() {
Log.d("AtomicStats", "CAS失敗次數(shù)：${casFailureCount.get()}")
}
}十、總結(jié)
AtomicLong像一把精準(zhǔn)的手術(shù)刀：
- 優(yōu)勢：精確控制、API豐富、低延遲
- 局限：高并發(fā)下性能衰減明顯（當(dāng)CAS失敗率>30%時需警惕）
到此這篇關(guān)于Android中的AtomicLong原理、使用與實(shí)戰(zhàn)指南的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Android AtomicLong原理內(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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