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在Java中如何使用AtomicLong实现高效计数器_AtomicLong计数器操作方法说明

P粉602998670
发布: 2025-11-25 14:56:02
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AtomicLong是Java中基于CAS实现的线程安全长整型类,位于java.util.concurrent.atomic包中,用于高效构建并发计数器。它提供incrementAndGet、getAndIncrement、addAndGet等原子方法,支持无锁的线程安全自增、自减、加减指定值、获取当前值及条件更新操作。相比synchronized和ReentrantLock,AtomicLong避免了锁开销,在中低并发场景下性能更优,适用于访问统计、调用计数和唯一ID生成等需求。但在高并发争用时可能因CAS失败导致自旋开销增大,此时建议使用LongAdder替代。此外,其get()方法保证读取最新值,适合强一致性场景,但需注意合理使用set和compareAndSet等方法以避免逻辑错误。

在java中如何使用atomiclong实现高效计数器_atomiclong计数器操作方法说明

在Java中,AtomicLong 是一个提供原子操作的长整型变量类,常用于多线程环境下实现高效、线程安全的计数器。它位于 java.util.concurrent.atomic 包中,利用底层的CAS(Compare-And-Swap)机制避免了传统锁带来的性能开销,因此在高并发场景下表现优异。

AtomicLong的基本用法

创建一个 AtomicLong 实例非常简单,可以通过默认构造函数初始化为0,或传入初始值:

AtomicLong counter = new AtomicLong(); // 默认值为0
AtomicLong counter2 = new AtomicLong(10); // 初始值为10

这个对象可以在多个线程之间共享,所有对它的增减、读取操作都是原子的,无需额外同步控制。

常用计数器操作方法

AtomicLong 提供了多种原子方法来支持常见的计数需求:

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  • incrementAndGet():将当前值加1,并返回相加后的结果,等价于 ++i。
  • getAndIncrement():先返回当前值,再加1,等价于 i++。
  • decrementAndGet():将当前值减1,并返回结果,等价于 --i。
  • getAndDecrement():先返回当前值,再减1,等价于 i--。
  • addAndGet(long delta):将当前值加上指定增量,并返回新值。
  • getAndAdd(long delta):先返回当前值,再增加指定值。
  • get():获取当前值。
  • set(long value):设置新值。
  • compareAndSet(long expect, long update):如果当前值等于预期值,则更新为新值,成功返回 true。

例如,实现一个线程安全的请求计数器:

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AtomicLong requestCount = new AtomicLong(0);

// 每次有请求时
public void handleRequest() {
    long current = requestCount.incrementAndGet();
    System.out.println("第 " + current + " 个请求");
}
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适用场景与性能优势

AtomicLong 特别适合以下场景:

  • 高并发下的统计计数,如访问量、调用次数。
  • 需要精确递增/递减且不希望使用 synchronized 的场合。
  • 作为唯一ID生成器的基础(配合循环和CAS)。

相比使用 synchronized 或 ReentrantLock,AtomicLong 借助CPU级别的CAS指令,在竞争不激烈或中等的情况下性能更高,代码也更简洁。

注意事项

虽然 AtomicLong 高效,但也有一些需要注意的地方:

  • 在极高并发争用下,频繁的CAS失败可能导致“自旋”开销上升,此时可考虑使用 LongAdder 替代,它通过分段累加降低冲突。
  • AtomicLong 不是最终一致性模型,其 get() 方法总能获得最新写入的值,适用于严格顺序要求的场景。
  • 不要误用 getAndSet 等方法进行状态重置,除非明确知道其行为。

基本上就这些。AtomicLong 是实现线程安全计数器的首选工具之一,理解其核心方法和适用边界,能帮助你在并发编程中写出更高效、可靠的代码。

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