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技术 2022年11月15日
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一、新增原子类LongAdder

  LongAdder是JDK8中AtomicLong的增强工具类,它与AtomicLong最大的不同就是:在多线程场景下,LongAdder中对单一的变量进行拆分成多个变量,这些变量分为两类base和Cell。base是基础值,默认一般为0;而Cell就是我们所拆分的值,它可以有多个。所以当获取LongAdder的值时就是把base和每个Cell的值相加。

  为什么要拆分成多个Cell呢?这是因为在多线程场景下,如果多个线程都在对同一个变量进行操作,为了使这个变量原子性,我们不得不对起加锁,这样就大大的降低了程序的性能。但是如果把这个变量拆分为多个Cell,虽然还是会给每个Cell加锁,但是线程访问的变量就是不是同一个了,可以进行异步操作。

  关于Cell的特点:

  1.Cell采用懒加载机制,这是因为Cell占的内存空间相对比较大的。开始只会创建Base,只有当有其他线程来竞争资源时,才会拆分为多个Cell;

  2.Cell的初始化值为2,每次扩容是2的N次方;

  3.Cell本质是一个数组,它的元素最大值为 CPU 核数;

  4.Cell 扩容条件: casCellsBusy 为 false 没有库容;有线程竞争资源;cell的数量没有超过 CPU的核数。
 

我们来看一个例子,用LongAdder声明一个值,使这个值加10000*10次,10为线程数:

  

public class ThreadLongAdder implements Runnable {    //给线程方法传递一个参数
static LongAdder count = new LongAdder(); /**
* 线程任务,将count的值相加10000*10次
*/
public void run() {
System.out.println("当前线程获取count的值为:" + count);
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
long num = 1l;
count.add(num);
}
} public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
//创建多线程环境,这里创建了10个线程
Thread[] thread = new Thread[10];
//未创建的多线程中添加线程任务
for (int i = 0; i < 10; i++) {
thread[i] = new Thread(new ThreadLongAdder());
}
//启动每个线程任务
for (int i = 0; i < 10; i++) {
thread[i].start();
}
//join方法的作用是阻塞主线程,防止还没有计算完成,就开始输出count的值了
for (int i = 0; i < 10; i++) {
thread[i].join();
}
System.out.println("count计算的结果是:" + count);
}}

结果为:

  java并发学习–第八章 JDK 8 中线程优化的新特性

二、增强锁stampedlock

  stampedlock是JDK8中新增的加强读写锁。我们知道在高并发场景下,读写锁中读锁与写锁是互斥的,如果当环境中读的操作过多,写的较少,就会导致写操作的线程产生饥饿现象。

  对于饥饿现象我们一般会考虑使用公平锁,但是公平锁会大大降低程序的性能。所以为了解决这一问题,JDK8为我们新增了stampedlock来解决。

  stampedlock的特点:

  1. 获取锁的时候,会给获取锁的方法返回一个Stamp,当Stamp的值为0时,表示获取失败。当然释放锁的时候没,释放的方法中必须要有获取锁的时候得到的Stamp。这样做的好处是能够提供读写互斥的性能。
  2. StampedLock是不可重入锁,如果两个方法获取了同一把锁,那么就会发生死锁;
  3. StampedLock中为我们提供了3把锁:
    ①Reading(读锁):类似于ReentrantReadWriteLock的读锁
    ②Writing(写锁):类似于ReentrantReadWriteLock的写锁
    ③Optimistic reading(乐观读模式):这是StampedLock为我们提供的一把优化锁
  4. StampedLock支持读锁和写锁的相互转换
    我们知道RRW中,当线程获取到写锁后,可以降级为读锁,但是读锁是不能直接升级为写锁的。
    StampedLock提供了读锁和写锁相互转换的功能,使得该类支持更多的应用场景。
  5. 无论写锁还是读锁,都不支持Conditon等待

  我们来看一个stampedlock使用的例子:

  线程任务类:

  

public class StampedlockDemo extends Thread{     StampedLock stampedLock = new StampedLock();     int num;    static int sum;    /***
* 这是线程任务,先写再读
*/
@Override
public void run() {
// 获取写锁,Long类型表示Stamp的值,如果是0就获取失败
Long write = stampedLock.writeLock();
if (write != 0L) {
System.out.println("现在进行写的操作");
// 要写的方法
sum += num;
}
// 转换为读锁
Long read = stampedLock.tryConvertToOptimisticRead(write);
if (read != 0L) {
// 要读的内容
System.out.println("现在进行的读操作,当前的值为:");
System.out.println(sum);
}
} public StampedlockDemo(StampedLock stampedLock, int num) {
super();
this.stampedLock = stampedLock;
this.num = num;
}}

  测试类:

public class Main {    public static void main(String[] args) {
//创建锁对象
StampedLock stampedLock = new StampedLock();
//创建三个线程
StampedlockDemo stampedlockDemo1=new StampedlockDemo(stampedLock,1);
StampedlockDemo stampedlockDemo2=new StampedlockDemo(stampedLock,10);
StampedlockDemo stampedlockDemo3=new StampedlockDemo(stampedLock,100);
stampedlockDemo3.start();
stampedlockDemo1.start();
stampedlockDemo2.start(); }
}

运行结果:

  java并发学习–第八章 JDK 8 中线程优化的新特性

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