LongAdder.png
Cell
// 避免伪共享 jdk1.8后加入的
@sun.misc.Contended static final class Cell {
volatile long value;
Cell(long x) { value = x; }
// CAS操作，设置value
final boolean cas(long cmp, long val) {
return UNSAFE.compareAndSwapLong(this, valueOffset, cmp, val);
}
// Unsafe mechanics
private static final sun.misc.Unsafe UNSAFE;
private static final long valueOffset;
static {
try {
UNSAFE = sun.misc.Unsafe.getUnsafe();
Class<?> ak = Cell.class;
valueOffset = UNSAFE.objectFieldOffset
(ak.getDeclaredField("value"));
} catch (Exception e) {
throw new Error(e);
}
}
}
sum
public long sum() {
Cell[] as = cells; Cell a;
long sum = base;
if (as != null) {
for (int i = 0; i < as.length; ++i) {
if ((a = as[i]) != null)
// base + N * cell.value
sum += a.value;
}
}
return sum;
}
reset
// reset base & cell.value
public void reset() {
Cell[] as = cells; Cell a;
base = 0L;
if (as != null) {
for (int i = 0; i < as.length; ++i) {
if ((a = as[i]) != null)
a.value = 0L;
}
}
}
add
public void add(long x) {
Cell[] as; long b, v; int m; Cell a;
// 如果有cell的部分，说明要累加到cell
// 如果cell为空，那么累加base看看
if ((as = cells) != null || !casBase(b = base, b + x)) {
boolean uncontended = true;
// 如果cells还没有初始化，直接进入if
// 或cells的长度为0
// 或当前线程的cell位置为空，没有被累加过
// 或者cell位置不为空，且累加失败，有竞争
// 以上情况，全部进入下面的longAccumulate
if (as == null || (m = as.length - 1) < 0 ||
(a = as[getProbe() & m]) == null ||
!(uncontended = a.cas(v = a.value, v + x)))
longAccumulate(x, null, uncontended);
}
}
longAccumulate
final void longAccumulate(long x, LongBinaryOperator fn,
boolean wasUncontended) {
int h;
// 看下ThreadLocalRandom是否初始化
if ((h = getProbe()) == 0) {
ThreadLocalRandom.current(); // force initialization
h = getProbe();
wasUncontended = true;
}
boolean collide = false; // True if last slot nonempty
// 自旋
for (;;) {
Cell[] as; Cell a; int n; long v;
// 如果cells有东西
if ((as = cells) != null && (n = as.length) > 0) {
// 如果线程对应的坑位为空
if ((a = as[(n - 1) & h]) == null) {
// cellsbusy为0，代表现在cells稳定，那么可以开始针对当前线程增加坑位
// 换句话说，如果发现cellsbusy为1，坑位就没机会增加了。
if (cellsBusy == 0) { // Try to attach new Cell
Cell r = new Cell(x); // Optimistically create
// 到这里，准备正式开始，第一时间先锁定cells，也就是先设置cellsbusy为1
if (cellsBusy == 0 && casCellsBusy()) {
boolean created = false;
try { // Recheck under lock
Cell[] rs; int m, j;
// 再次定位到坑位
if ((rs = cells) != null &&
(m = rs.length) > 0 &&
rs[j = (m - 1) & h] == null) {
// 将cell填充进去，不要忘记这个坑位记录了你要put的value
rs[j] = r;
created = true;
}
} finally {
// 最终释放cellsbusy，也就是解锁cells
cellsBusy = 0;
}
// 如果已经成功创建坑位，那么退出自旋，否则继续自旋
if (created)
break;
continue; // Slot is now non-empty
}
}
// 到这里说明cells正在被其他线程锁定，记录下有冲突的事实，准备去rehash
collide = false;
}
// 这里说明外部调用处在设置线程对应的坑位时失败，有竞争线程
// wasUncontended的意义在于，如果有竞争，说明线程的probe冲突，准备去rehash
// 对应下面的advanceProbe，这样再次自旋后，会去关注新的坑位，也就没有冲突一说了
else if (!wasUncontended) // CAS already known to fail
wasUncontended = true; // Continue after rehash
// 到这里，说明该线程的坑位已经有了，直接累加就好，如果成功当然最好了
else if (a.cas(v = a.value, ((fn == null) ? v + x :
fn.applyAsLong(v, x))))
break;
// 如果上面累加失败，看下cells是否已经到了上限或cells已经变更了，比如扩容了。
// 这里也记录下有冲突，准备去rehash
else if (n >= NCPU || cells != as)
collide = false; // At max size or stale
// 设置冲突标识，准备去rehash
else if (!collide)
collide = true;
// 到这里说明，就算有了cells，但是该位置上累加失败，数组还可以扩容
// 既然你不让我加，竞争这么厉害，那么扩容试试看
// 当然了，先锁定cells
else if (cellsBusy == 0 && casCellsBusy()) {
try {
// 如果cells没变化
if (cells == as) { // Expand table unless stale
// 容量扩大一倍
Cell[] rs = new Cell[n << 1];
将旧的转移到新的cells里面
for (int i = 0; i < n; ++i)
rs[i] = as[i];
cells = rs;
}
} finally {
// 解锁cells
cellsBusy = 0;
}
collide = false;
// 扩容完，再自旋看看，能否成功
continue; // Retry with expanded table
}
// 重新计算新的probe值以对应到不同的下标元素，然后重试。
h = advanceProbe(h);
}
// cells还未初始化或为空，先锁定cells
else if (cellsBusy == 0 && cells == as && casCellsBusy()) {
boolean init = false;
try { // Initialize table
if (cells == as) {
// cells的大小必须是2的幂，好length-1&h进行求余
Cell[] rs = new Cell[2];
// 设置h对应的下标位置
rs[h & 1] = new Cell(x);
cells = rs;
init = true;
}
} finally {
// 解锁
cellsBusy = 0;
}
// 如果初始化完毕，退出自旋
if (init)
break;
}
// 说明cells还没有初始化，但是cells被别人锁定了
// 那么尝试着加到base看看，如果成功，那么退出自旋
else if (casBase(v = base, ((fn == null) ? v + x :
fn.applyAsLong(v, x))))
break; // Fall back on using base
}
}
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