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如何在Java中使用AtomicLong处理高并发计数

P粉602998670
发布: 2025-10-21 22:13:01
原创
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使用AtomicLong可解决高并发下计数器线程安全问题,它通过CAS机制保证原子性,示例中100个线程各递增1000次,最终结果正确为100000。

如何在java中使用atomiclong处理高并发计数

在高并发场景下,多个线程同时修改同一个计数器时,使用普通的intlong变量容易出现线程安全问题。Java 提供了 AtomicLong 类来解决这个问题,它通过底层的 CAS(Compare-And-Swap)机制保证操作的原子性,无需使用 synchronized 锁就能实现高效、线程安全的计数。

AtomicLong 的基本用法

AtomicLong 位于 java.util.concurrent.atomic 包中,封装了一个 long 类型的值,并提供了一系列原子操作方法。

常用方法包括:

  • get():获取当前值
  • set(long value):设置新值
  • incrementAndGet():自增并返回新值(等价于 ++i)
  • decrementAndGet():自减并返回新值
  • addAndGet(long delta):增加指定值并返回结果
  • compareAndSet(expectedValue, newValue):如果当前值等于预期值,则更新为新值
示例代码:
import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;

public class Counter {
    private static AtomicLong count = new AtomicLong(0);

    public static void increment() {
        count.incrementAndGet();
    }

    public static long getCount() {
        return count.get();
    }
}
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在多线程环境中使用 AtomicLong

下面是一个模拟高并发计数的测试场景,多个线程同时对计数器进行递增操作。

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public class AtomicLongDemo {
    private static AtomicLong counter = new AtomicLong(0);

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread[] threads = new Thread[100];
        
        for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
            threads[i] = new Thread(() -> {
                for (int j = 0; j < 1000; j++) {
                    counter.incrementAndGet();
                }
            });
            threads[i].start();
        }

        for (Thread thread : threads) {
            thread.join();
        }

        System.out.println("最终计数值: " + counter.get()); // 预期输出: 100000
    }
}
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在这个例子中,即使有 100 个线程各自执行 1000 次递增,最终结果也能准确达到 100000,不会因为竞争而丢失更新。

与 synchronized 和 volatile 的对比

  • synchronized 虽然能保证线程安全,但会引入锁竞争,影响性能;而 AtomicLong 使用无锁算法,效率更高
  • volatile 只能保证可见性,不能保证复合操作(如 i++)的原子性,因此不适合用于计数
  • AtomicLong 在读多写少或中等并发下表现优异,适合计数器、序列号生成等场景

注意事项和适用场景

虽然 AtomicLong 性能好,但在极端高并发场景下(如大量线程频繁更新同一变量),可能出现 CAS 失败重试次数过多的问题,导致性能下降。

在这种情况下,可以考虑使用 LongAdder,它是 JDK 8 引入的类,专为高并发计数优化,在多线程竞争激烈时性能优于 AtomicLong。

建议:
  • 一般高并发计数优先使用 AtomicLong
  • 如果发现性能瓶颈,可改用 LongAdder
  • 避免在循环中频繁调用 compareAndSet 做自旋控制,防止 CPU 空转
基本上就这些。AtomicLong 简单易用,是处理并发计数的首选工具之一。

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