接觸到AtomicLong的原因是在看guava的LoadingCache相關代碼時，關於LoadingCache，其實思路也非常簡單清晰：用模板模式解決了緩存不命中時獲取數據的邏輯，這個思路我早前也正好在項目中使用到。 言歸正傳，爲什麼說LongAdder引起了我的注意，原因有二：
- 作者是Doug lea ，地位實在舉足輕重。
- 他說這個比AtomicLong高效。
我們知道，AtomicLong已經是非常好的解決方案了，涉及併發的地方都是使用CAS操作，在硬件層次上去做 compare and set操作。效率非常高。 因此，我決定研究下，爲什麼LongAdder比AtomicLong高效。 首先，看LongAdder的繼承樹：
繼承自Striped64，這個類包裝了一些很重要的內部類和操作。稍候會看到。 正式開始前，強調下，我們知道，AtomicLong的實現方式是內部有個value 變量，當多線程併發自增，自減時，均通過cas 指令從機器指令級別操作保證併發的原子性。 再看看LongAdder的方法：
怪不得可以和AtomicLong作比較，連API都這麼像。我們隨便挑一個API入手分析，這個API通了，其他API都大同小異，因此，我選擇了add這個方法。事實上,其他API也都依賴這個方法。
LongAdder中包含了一個Cell 數組，Cell是Striped64的一個內部類，顧名思義，Cell 代表了一個最小單元，這個單元有什麼用，稍候會說道。先看定義：
Cell內部有一個非常重要的value變量，並且提供了一個cas更新其值的方法。 回到add方法：
這裏，我有個疑問，AtomicLong已經使用CAS指令，非常高效了（比起各種鎖），LongAdder如果還是用CAS指令更新值，怎麼可能比AtomicLong高效了？ 何況內部還這麼多判斷！！！ 這是我開始時最大的疑問，所以，我猜想，難道有比CAS指令更高效的方式出現了？ 帶着這個疑問，繼續。 第一if 判斷，第一次調用的時候cells數組肯定爲null,因此，進入casBase方法：
原子更新base沒啥好說的，如果更新成功，本地調用開始返回，否則進入分支內部。 什麼時候會更新失敗？ 沒錯，併發的時候，好戲開始了，AtomicLong的處理方式是死循環嘗試更新，直到成功才返回，而LongAdder則是進入這個分支。 分支內部，通過一個Threadlocal變量threadHashCode 獲取一個HashCode對象，該HashCode對象依然是Striped64類的內部類，看定義：
有個code變量，保存了一個非0的隨機數隨機值。 回到add方法：
拿到該線程相關的HashCode對象後，獲取它的code變量，as[(n-1)h] 這句話相當於對h取模，只不過比起取摸，因爲是 與 的運算所以效率更高。 計算出一個在Cells 數組中當先線程的HashCode對應的 索引位置，並將該位置的Cell 對象拿出來更新cas 更新它的value值。 當然，如果as 爲null 並且更新失敗，纔會進入retryUpdate方法。 看到這裏我想應該有很多人明白爲什麼LongAdder會比AtomicLong更高效了，沒錯，唯一會制約AtomicLong高效的原因是高併發，高併發意味着CAS的失敗機率更高， 重試次數更多，越多線程重試，CAS失敗機率又越高，變成惡性循環，AtomicLong效率降低。 那怎麼解決？ LongAdder給了我們一個非常容易想到的解決方案: 減少併發，將單一value的更新壓力分擔到多個value中去，降低單個value的 “熱度”，分段更新！！！ 這樣，線程數再多也會分擔到多個value上去更新，只需要增加value就可以降低 value的 “熱度” AtomicLong中的 惡性循環不就解決了嗎？ cells 就是這個 “段” cell中的value 就是存放更新值的， 這樣，當我需要總數時，把cells 中的value都累加一下不就可以了麼！！ 當然，聰明之處遠遠不僅僅這裏，在看看add方法中的代碼，casBase方法可不可以不要，直接分段更新,上來就計算 索引位置，然後更新value？ 答案是不好，不是不行，因爲，casBase操作等價於AtomicLong中的cas操作，要知道，LongAdder這樣的處理方式是有壞處的，分段操作必然帶來空間上的浪費，可以空間換時間，但是，能不換就不換，看空間時間都節約~！ 所以，casBase操作保證了在低併發時，不會立即進入分支做分段更新操作，因爲低併發時，casBase操作基本都會成功，只有併發高到一定程度了，纔會進入分支，所以，Doug Lead對該類的說明是： 低併發時LongAdder和AtomicLong性能差不多，高併發時LongAdder更高效！
但是，Doung Lea 還是沒這麼簡單，聰明之處還沒有結束…… 如此，retryUpdate中做了什麼事，也基本略知一二了，因爲cell中的value都更新失敗(說明該索引到這個cell的線程也很多，併發也很高時) 或者cells數組爲空時纔會調用retryUpdate, 因此，retryUpdate裏面應該會做兩件事：
- 擴容，將cells數組擴大，降低每個cell的併發量，同樣，這也意味着cells數組的rehash動作。
- 給空的cells變量賦一個新的Cell數組。
是不是這樣呢？ 繼續看代碼：
代碼比較長，變成文本看看，爲了方便大家看if else 分支，對應的{ }我用相同的顏色標註出來
可以看到，這個時候Doug Lea才願意使用死循環保證更新成功~！
final void retryUpdate(long x, HashCode hc, boolean wasUncontended) {
int h = hc.code;
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) {// 分支1
if ((a = as[(n - 1) & h]) == null) {
if (busy == 0) { // Try to attach new Cell
Cell r = new Cell(x); // Optimistically create
if (busy == 0 && casBusy()) {
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 {
busy = 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(v, x)))
break;
else if (n >= NCPU || cells != as)
collide = false; // At max size or stale
else if (!collide)
collide = true;
else if (busy == 0 && casBusy()) {
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 {
busy = 0;
}
collide = false;
continue; // Retry with expanded table
}
h ^= h << 13; // Rehash h ^= h >>> 17;
h ^= h << 5;
}
else if (busy == 0 && cells == as && casBusy()) {//分支2
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 {
busy = 0;
}
if (init)
break;
}
else if (casBase(v = base, fn(v, x)))
break; // Fall back on using base
}
hc.code = h; // Record index for next time
}分支2中，爲cells爲空的情況，需要new 一個Cell數組。 分支1分支中，略複雜一點點： 注意，幾個分支中都提到了busy這個方法，這個可以理解爲一個cas實現的鎖，只有在需要更新cells數組的時候纔會更新該值爲1，如果更新失敗，則說明當前有線程在更新cells數組，當前線程需要等待。重試。 回到分支1中，這裏首先判斷當前cells數組中的索引位置的cell元素是否爲空，如果爲空，則添加一個cell到數組中。 否則更新 標示衝突的標誌位wasUncontended 爲 true ，重試。 否則，再次更新cell中的value,如果失敗，重試。 。。。。。。。一系列的判斷後，如果還是失敗，下下下策，reHash,直接將cells數組擴容一倍，並更新當前線程的hash值，保證下次更新能儘可能成功。 可以看到，LongAdder確實用了很多心思減少併發量，並且，每一步都是在”沒有更好的辦法“的時候纔會選擇更大開銷的操作，從而儘可能的用最最簡單的辦法去完成操作。追求簡單，但是絕對不粗暴。
昨天和左耳朵耗子簡單討論了下，發現左耳朵耗子對讀者思維的引導還是非常不錯的，在第一次發現這個類後，對裏面的實現又提出了更多的問題，引導大家思考，值得學習。 我們發現的問題有這麼幾個： 1.jdk1.7中是不是有這個類？ 我確認後，結果如下：jdk-7u51 版本上還沒有 但是jdk-8u20版本上已經有了。代碼基本一樣 ，增加了對double類型的支持和刪除了一些冗餘的代碼。有興趣的同學可以去下載下JDK 1.8看看 2.base有沒有參與彙總？ base在調用intValue等方法的時候是會彙總的：
3.base的順序可不可以調換? 左耳朵耗子,提出了這麼一個問題： 在add方法中，如果cells不會爲空後，casBase方法一直都沒有用了？ 因此，我想可不可以調換add方法中的判斷順序，比如，先做casBase的判斷，結果是 不調換可能更好，調換後每次都要CAS一下，在高併發時，失敗機率非常高，並且是惡性循環，比起一次判斷，後者的開銷明顯小很多，還沒有副作用。因此，不調換可能會更好。 4.AtomicLong可不可以廢掉？ 我的想法是可以廢掉了，因爲，雖然LongAdder在空間上佔用略大，但是，它的性能已經足以說明一切了,無論是從節約空的角度還是執行效率上，AtomicLong基本沒有優勢了，具體看這個測試（感謝coolshell讀者Lemon的回覆）:http://blog.palominolabs.com/2014/02/10/java-8-performance-improvements-longadder-vs-atomiclong/