讲师中心 微信公众号
AI工具推荐 视频效率加速

如何利用 DoubleAdder 的分段思想构建一个支持多线程无竞争写、单线程高效读的统计桶

梦强小哥_1733

梦强小哥_1733

发布时间:2026-04-25 12:07:08

|

497人浏览过

|

来源于php中文网

原创

DoubleAdder 不支持统计桶,需封装数组或 Map 持有多个实例;推荐预设固定大小的 DoubleAdder[] 数组,避免动态扩容和哈希开销;写入须线程局部路由,读取宜批量调用 sum() 并注意精度与清理。

如何利用 doubleadder 的分段思想构建一个支持多线程无竞争写、单线程高效读的统计桶

DoubleAdder 本身不支持“统计桶”抽象,得自己封装

DoubleAdder 是个单值累加器,不是容器。它内部的 Cell[] 是为分散写竞争服务的,不对外暴露索引或分桶语义。想实现“多线程无竞争写、单线程高效读”的统计桶(比如按 HTTP 状态码分桶、按响应耗时区间分桶),必须在它之上再包一层结构——用数组或 Map 持有多个 DoubleAdder 实例,每个实例对应一个桶。

常见错误是试图复用同一个 DoubleAdder 实例去“模拟”分桶,比如靠传不同参数做路由,这会直接破坏它的线程局部性设计,导致 cells 数组频繁扩容甚至退化成只写 base,性能反而不如 AtomicLong。

  • 桶数量建议预设且固定(如状态码 0–599 映射到 600 个桶),避免运行时动态扩容引入锁或 CAS 冲突
  • 用 DoubleAdder[] 数组比 ConcurrentHashMap<integer doubleadder></integer> 更轻量:无哈希计算、无链表/树遍历、内存连续利于 CPU 预取
  • 如果桶 ID 稀疏或不可预知(比如用户 ID 哈希后分布极广),才考虑用 ConcurrentHashMap,但要接受 O(1) 平均但非确定的读写开销

写入时如何确保真正“无竞争”

关键不在 DoubleAdder 本身,而在桶路由逻辑是否线程安全且无共享状态。最稳妥的做法是让每个写入线程自己决定写哪个桶,并保证该决策过程不依赖任何跨线程可变变量。

  • 状态码分桶:HTTP 处理线程拿到 statusCode 后直接 buckets[statusCode].add(1.0),只要 buckets 数组已初始化完成,这就是纯局部操作
  • 耗时分桶:先用位运算或查表把 elapsedMs 映射到固定区间索引(如 0–99),再写对应 DoubleAdder,避免浮点除法或分支预测失败带来的延迟
  • 绝对不要在写入路径里做 getOrDefault(key, new DoubleAdder()) 这类操作——ConcurrentHashMap.computeIfAbsent() 内部有锁,会成为瓶颈

读取时 sum() 调用的代价和时机很关键

DoubleAdder.sum() 是遍历 base + cells[] 的非原子操作,结果是弱一致性快照。对“单线程高效读”而言,问题不在并发安全,而在调用频次和聚合方式。

  • 如果每秒调用 1000 次 sum() 读一个桶,而这个桶实际只有 2 个 Cell,那开销几乎可忽略;但如果对 1000 个桶都这么干,就是 1000×(遍历 2–8 个 Cell),不如批量读
  • 推荐做法:读线程一次性遍历整个 DoubleAdder[] 数组,对每个元素调用 sum(),并用局部变量累加或存入新数组——避免反复触发 JVM 对同一对象的内存屏障刷新
  • 注意 sum() 返回的是 double,连续小数值累加可能有精度漂移(比如加 0.1 一百次≠10.0),监控场景建议统一转为 long 单位(如微秒)改用 LongAdder

长期运行后 cell 数组膨胀,得定期清理

DoubleAdder 不会自动收缩 cells 数组。突发流量后 cells.length 可能从 2 扩到 64,之后空闲线程仍占着槽位,sum() 每次都要遍历全部 64 个 Cell,哪怕其中 62 个是 0。

  • 没有标准 API 清理,只能靠反射或继承重写——但不推荐。更务实的做法是:在低峰期(如凌晨)新建一批 DoubleAdder 实例替换旧桶数组,让旧对象被 GC
  • 如果必须原地复用,可考虑在每次读取后判断 cells != null && cells.length > 8 && allCellsZero(cells),再尝试通过反射置空 cells 字段(需 Unsafe 权限,生产慎用)
  • 真正的复杂点在于:你无法知道哪些 Cell 是“真空闲”还是“刚被某个线程哈希进来但还没写”,所以所谓“清理”本质是权衡——宁可多占点内存,也不要为省几 KB 引入不确定性

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

热门AI工具

更多
WorkBuddy

一款AI办公效率工具,主要用于腾讯云推出的AI原生桌面智能体工作台,适合需要提升相关任务效率的用户。

超级麦吉

一款通过数字员工协作完成调研、数据分析与文档制作的AI办公平台。

UP简历
UP简历 Hot

一款AI办公效率工具,主要用于基于AI技术的免费在线简历制作工具,适合需要提升相关任务效率的用户。

DeepSeek

DeepSeek是一款面向对话、写作、编程和推理场景的AI大模型工具。

创客贴AI

创客贴AI是一款AI图像与设计工具,AI辅助的智能在线设计工具。

豆包大模型

豆包大模型是一款由字节跳动推出的企业级大语言模型服务平台。

讯飞绘文

讯飞绘文是一款由科大讯飞推出的一站式 AIGC 内容运营平台。

Atoms
Atoms Hot

Atoms是一款AI智能体工具,第一支自动构建真实业务的 AI 团队。

二狗PPT
二狗PPT Hot

一款AI演示文稿工具,主要用于专为中式职场打造的AI PPT生成工具,适合需要提升相关任务效率的用户。

相关专题

更多
java
java

Java是一个通用术语,用于表示Java软件及其组件,包括“Java运行时环境 (JRE)”、“Java虚拟机 (JVM)”以及“插件”。php中文网还为大家带了Java相关下载资源、相关课程以及相关文章等内容,供大家免费下载使用。

11617

2023.06.15

java正则表达式语法
java正则表达式语法

java正则表达式语法是一种模式匹配工具,它非常有用,可以在处理文本和字符串时快速地查找、替换、验证和提取特定的模式和数据。本专题提供java正则表达式语法的相关文章、下载和专题,供大家免费下载体验。

8722

2023.07.05

java自学难吗
java自学难吗

Java自学并不难。Java语言相对于其他一些编程语言而言,有着较为简洁和易读的语法,本专题为大家提供java自学难吗相关的文章,大家可以免费体验。

7492

2023.07.31

java配置jdk环境变量
java配置jdk环境变量

Java是一种广泛使用的高级编程语言,用于开发各种类型的应用程序。为了能够在计算机上正确运行和编译Java代码,需要正确配置Java Development Kit(JDK)环境变量。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

1244

2023.08.01

java保留两位小数
java保留两位小数

Java是一种广泛应用于编程领域的高级编程语言。在Java中,保留两位小数是指在进行数值计算或输出时,限制小数部分只有两位有效数字,并将多余的位数进行四舍五入或截取。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

988

2023.08.02

java基本数据类型
java基本数据类型

java基本数据类型有:1、byte;2、short;3、int;4、long;5、float;6、double;7、char;8、boolean。本专题为大家提供java基本数据类型的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

1476

2023.08.02

java有什么用
java有什么用

java可以开发应用程序、移动应用、Web应用、企业级应用、嵌入式系统等方面。本专题为大家提供java有什么用的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

3049

2023.08.02

java在线网站
java在线网站

Java在线网站是指提供Java编程学习、实践和交流平台的网络服务。近年来,随着Java语言在软件开发领域的广泛应用,越来越多的人对Java编程感兴趣,并希望能够通过在线网站来学习和提高自己的Java编程技能。php中文网给大家带来了相关的视频、教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读和下载。

20311

2023.08.03

Vite 项目如何打包和部署
Vite 项目如何打包和部署

Vite项目打包部署专题汇集生产构建、产物预览、输出目录、资源路径、Nginx与GitHub Pages部署及常见白屏和路由404问题的已审核文章,帮助读者完成上线流程。

60

2026.10.28

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
热门推荐
/
最新课程
关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn