讲师中心 微信公众号
AI工具推荐 视频效率加速

怎么利用 LongAdder 的热点单元分散技术解决超高并发计数场景下的 CAS 自旋瓶颈

雨磊大大_1894

雨磊大大_1894

发布时间:2026-04-28 11:42:59

|

624人浏览过

|

来源于php中文网

原创

LongAdder通过分段累加(base+cells[])分散CAS竞争,避免AtomicLong单点热点导致的高自旋、高CPU占用问题,适用于写多读少、无需强一致性的计数场景。

怎么利用 longadder 的热点单元分散技术解决超高并发计数场景下的 cas 自旋瓶颈

LongAdder 能显著缓解高并发计数下的 CAS 自旋瓶颈,但不是万能解药——它只在「写多读少、不要求强实时一致性」的场景下才比 AtomicLong 有明显优势。

为什么 AtomicLong 在高并发下会卡死在 CAS 自旋上

所有线程都在争同一个内存地址:unsafe.getAndAddLong(this, valueOffset, 1L)。一旦线程数超过 CPU 核心数(比如 32 线程跑在 8 核机器上),CAS 失败率陡增,失败后立即重试,CPU 占用拉满,吞吐却上不去。

典型现象包括:

  • CPU 使用率持续 >90%,但 QPS 不随线程数线性增长
  • jstack 看到大量线程堆栈停留在 AtomicLong.incrementAndGet 内部的 do-while 循环里
  • GC 日志正常,但响应延迟毛刺明显,且集中在计数逻辑附近

LongAdder 是怎么分散热点的

它把单点竞争拆成「base + cells[]」结构:初始只用 base 字段,等出现竞争时才懒加载 cells 数组,每个线程通过 ThreadLocalRandom.getProbe() 哈希映射到某个 Cell 槽位,只对那个槽做 CAS。

关键机制包括:

财经热点新闻爬取与话题归纳系统
财经热点新闻爬取与话题归纳系统

抓取主流财经网站实时热点,提供混合评分与专业HTML报告,支持快讯采集和话题归纳。

下载
  • cells 数组大小始终是 2 的幂(如 2、4、8…),下标计算用位运算:index = hash & (cells.length - 1),避免取模开销
  • Cell 类加了 @sun.misc.Contended 注解,防止多个 Cell 实例落在同一缓存行导致伪共享
  • 数组不一开始就分配,而是首次冲突时才扩容,节省内存;低并发时行为几乎和 AtomicLong 一致

什么时候该切到 LongAdder,又有哪些坑

直接换掉 AtomicLong 并不总是安全。要注意以下几点:

  • 读操作(sum())是非原子的:它遍历所有 cells 并累加 base,中间可能有其他线程正在更新某些 Cell,所以返回的是“最终一致”的近似值,不适合做 if-else 判断(比如 if (counter.sum() > 100) { ... })
  • 没有 compareAndSet、decrementAndGet 这类精确控制方法;如果业务需要减操作或条件更新,得自己同步封装,反而可能引入锁
  • 内存占用更高:一个空 LongAdder 对象约 24 字节,而 AtomicLong 是 16 字节;cells 数组每增加一个 Cell 就多占 64 字节(含填充)
  • 不是所有 JVM 都默认开启 -XX:RestrictContended,若禁用了 @Contended,伪共享风险回归,性能提升打折扣

实际替换建议与最小验证代码

别一上来就全局替换。先定位热点计数器(比如日志埋点、限流计数、监控指标),再做 AB 对比:

LongAdder counter = new LongAdder();
// 替代 AtomicLong.incrementAndGet()
counter.increment();
<p>// 读取时注意语义
long current = counter.sum(); // 不是快照,是当前各槽之和

验证是否生效,重点看两点:

  • 压测时 CPU user% 是否下降、QPS 是否更平稳
  • 用 JFR 或 async-profiler 抓热点,确认 Unsafe.compareAndSwapLong 调用频次是否大幅减少

真正容易被忽略的是:LongAdder 的价值不在“更快”,而在“更稳”——它让计数器这个基础设施不再成为系统瓶颈的放大器。但如果你的计数器要参与业务决策(比如熔断阈值判断),那它本身就设计错了,该换架构,而不是换原子类。

热门AI工具

更多
PixTV
PixTV Hot

PixTV是一款面向AIGC内容创作的AI视频生成工具。

火山引擎

火山引擎是一款面向企业的云计算与AI服务平台。

切问学术

切问学术是一款AI论文写作工具,复旦大学NLP团队推出的AI学术智能体。

立刻MV
立刻MV Hot

立刻MV是一款AI文本写作工具,AI 音乐视频(MV)创作工具。

Seko
Seko Hot

一款AI视频创作工具,主要用于商汤科技推出的创编一体的AI短视频创作Agent,适合需要提升相关任务效率的用户。

超级简历WonderCV

一款AI办公效率工具,主要用于免费求职简历模版下载制作,应届生职场人必备简历制作神器,适合需要提升相关任务效率的用户。

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。

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。

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。

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。

11077

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。

8202

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。

7092

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。

1184

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。

968

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。

1436

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。

2929

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。

20191

2023.08.03

Gradle插件开发入门教程
Gradle插件开发入门教程

本专题介绍Gradle插件开发的基本流程,涵盖插件类编写、自定义任务注册、扩展参数设计和插件应用方法,帮助你理解插件如何组织构建逻辑,减少多个项目之间的重复配置。

0

2026.10.22

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
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
光速学会docker容器
光速学会docker容器

共33课时 | 3万人学习

vue-cli4商城项目案例
vue-cli4商城项目案例

共12课时 | 4万人学习

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