AtomicInteger通过CAS实现无锁线程安全计数,相比synchronized减少锁开销,适用于低中并发场景,性能更高,但在高并发写时可选LongAdder优化。

在多线程环境下,对共享变量进行计数操作时,传统的 synchronized 关键字虽然能保证线程安全,但会带来锁竞争开销。Java 提供了 AtomicInteger 类来实现无锁的原子操作,既保证线程安全,又提升了性能。下面介绍如何使用 AtomicInteger 实现计数,并分析其性能优势。
AtomicInteger 的基本用法
AtomicInteger 是 java.util.concurrent.atomic 包下的一个类,它利用 CAS(Compare-And-Swap)机制实现原子性更新,无需加锁即可安全地修改整型值。
常用方法包括:
incrementAndGet():自增并返回新值 decrementAndGet():自减并返回新值 getAndIncrement():返回旧值后自增 addAndGet(int delta):加上指定值并返回结果 get():获取当前值 set(int newValue):设置新值
示例代码:
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import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;public class Counter { private static AtomicInteger count = new AtomicInteger(0); public static void increment() { count.incrementAndGet(); } public static int getCount() { return count.get(); }}
多个线程调用 increment() 方法时,不会出现数据错乱,且无需 synchronized 修饰。
CAS 原理与无锁优势
AtomicInteger 的核心是基于 CPU 的 CAS 指令。CAS 包含三个操作数:内存位置 V、预期原值 A 和新值 B。当且仅当 V 的当前值等于 A 时,才将 V 更新为 B,否则不执行任何操作。
这种机制避免了传统锁的阻塞等待,线程在更新失败时会重试,直到成功为止。这种方式称为“乐观锁”,适用于冲突较少的场景。
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优点包括:
避免线程阻塞,减少上下文切换开销 粒度更细,仅针对变量级别同步 在低并发或中等并发下性能显著优于 synchronized
性能对比:AtomicInteger vs synchronized
在高并发计数场景下,AtomicInteger 通常比 synchronized 更高效,原因如下:
synchronized 在进入和退出同步块时需要获取和释放监视器锁,可能引发线程挂起和唤醒,开销较大 AtomicInteger 使用底层硬件支持的原子指令,操作在用户态完成,速度快 在竞争不激烈的情况下,CAS 成功率高,重试少,性能接近普通变量操作
但在极端高并发、频繁写操作的场景下,CAS 可能因大量线程同时修改导致“自旋”次数增加,反而降低效率。此时可考虑使用 LongAdder,它是 JDK8 引入的更高性能计数器,通过分段累加降低冲突。
适用场景与建议
AtomicInteger 特别适合以下场景:
状态标志位更新(如是否初始化完成) 简单计数器(访问量、请求次数) 序列号生成器
使用建议:
若只是读多写少或并发不高,AtomicInteger 足够高效 若存在大量并发写操作,优先考虑 LongAdder 避免在循环中频繁调用 getAndIncrement() 并依赖其返回值做逻辑判断,注意 ABA 问题(一般整型无影响)
基本上就这些。AtomicInteger 提供了一种简洁高效的无锁计数方案,在大多数并发计数场景下表现优异,是 Java 并发编程中的常用工具。理解其原理有助于合理选择同步策略,提升系统性能。
以上就是Java如何使用AtomicInteger控制计数_Java无锁计数器性能分析的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!
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