LongAdder

定义

---

LongAdder

LongAdder是JDK 8加入的高性能原子计数器，用于解决在AtomicLong高并发状态下性能差的问题。

核心思想

---

• 单线程/低并发：通过CAS更新基础字段base。
• 高并发/有竞争：将线程分散到不同槽位（Cell[]），每个线程对其中一个槽位进行累加。
• 统计结果：sum() = base + $\sum$(cells[i].value)。

数据结构

---

LongAdder继承了Striped64，Striped64是原子累加的核心类。

abstract class Striped64 extends Number {
    // 无竞争时使用的基础值
    transient volatile long base;
 
    // 自旋锁标志位（0 表示无锁，1 表示有锁），用于控制 cells 初始化或扩容
    transient volatile int cellsBusy;
 
    // 槽数组（Cell 数组，懒加载，大小为 2 的幂次方，上限通常为 CPU 核心数）
    transient volatile Cell[] cells;
 
    // 内部类 Cell
    @sun.misc.Contended // 核心优化：避免伪共享
    static final class Cell {
        volatile long value;
        Cell(long x) { value = x; }
        final boolean cas(long cmp, long val) {
            return UNSAFE.compareAndSwapLong(this, valueOffset, cmp, val);
        }
    }
}

核心操作

---

定位Cell

1. 通过ThreadLocalRandom.getProbe()获取probe值。
2. 通过(n - 1) & probe得到下标。
3. 访问cells[index]。

扩容

扩容条件：

1. 当前槽位CAS失败
2. cells 长度＜ NCPU
3. 当前cells没有被其他线程占用（cellsBusy 可获取）

求和

sum() = base + $\sum$(cells[i].value)
求和过程中无锁，所以非强一致性，但性能好。