max 的线程安全实现

Question

我需要为网络服务器实现全局对象收集统计信息。我有 Statistics 单例，它有方法 addSample(long example)，随后调用 updateMax。这显然必须是线程安全的。我有这种方法来更新整个统计数据的最大值：

AtomicLong max;

private void updateMax(long sample) {
    while (true) {
        long curMax = max.get();
        if (curMax < sample) {
            boolean result = max.compareAndSet(curMax, sample);
            if (result) break;
        } else {
            break;
        }
    }
}

这个实现正确吗？我正在使用 java.util.concurrent，因为我相信它会比简单的synchronized 更快。还有其他/更好的方法来实现这个吗？

Answer 1

从 Java 8 开始，LongAccumulator 已介绍。
建议作为

当多线程时，此类通常优于 AtomicLong
更新用于收集等目的的通用值
统计，不用于细粒度的同步控制。低位以下
更新争用，这两个类具有相似的特征。但
在高竞争情况下，此类的预期吞吐量为
明显更高，但代价是空间消耗更大。

您可以按如下方式使用它：

LongAccumulator maxId = new LongAccumulator(Long::max, 0); //replace 0 with desired initial value
maxId.accumulate(newValue); //from each thread

Answer 2

我认为这是正确的，但为了清楚起见，我可能会稍微重写一下，并且肯定添加注释：

private void updateMax(long sample) {
    while (true) {
        long curMax = max.get();
        if (curMax >= sample) {
            // Current max is higher, so whatever other threads are
            // doing, our current sample can't change max.
            break;
        }

        // Try updating the max value, but only if it's equal to the
        // one we've just seen. We don't want to overwrite a potentially
        // higher value which has been set since our "get" call.
        boolean setSuccessful = max.compareAndSet(curMax, sample);

        if (setSuccessful) {
            // We managed to update the max value; no other threads
            // got in there first. We're definitely done.
            break;
        }

        // Another thread updated the max value between our get and
        // compareAndSet calls. Our sample can still be higher than the
        // new value though - go round and try again.
    }
}

编辑：通常我至少首先尝试同步版本，并且只有当我发现这种无锁代码引起问题时才使用它。

Answer 3

使用 Java 8，您可以利用函数式接口和简单的 lamda 表达式，只需一行代码即可解决此问题，无需循环：

private void updateMax(long sample) {
    max.updateAndGet(curMax -> (sample > curMax) ? sample : curMax);
}

该解决方案使用 updateAndGet(LongUnaryOperator) 方法。当前值包含在 curMax 中，如果样本值大于当前最大值，则使用条件运算符执行简单测试，用样本值替换当前最大值。

Answer 4

就好像您没有选择答案一样，这是我的：

// while the update appears bigger than the atomic, try to update the atomic.
private void max(AtomicDouble atomicDouble, double update) {
    double expect = atomicDouble.get();
    while (update > expect) {
        atomicDouble.weakCompareAndSet(expect, update);
        expect = atomicDouble.get();
    }
}

它与接受的答案或多或少相同，但不使用 break 或 while(true) 我个人不喜欢这一点。

编辑：刚刚在java 8中发现了DoubleAccumulator。文档甚至说这是针对像您这样的汇总统计问题：

DoubleAccumulator max = new DoubleAccumulator(Double::max, Double.NEGATIVE_INFINITY);
parallelStream.forEach(max::accumulate);
max.get();

Answer 5

我相信你所做的是正确的，但这是一个更简单的版本，我也认为是正确的。

private void updateMax(long sample){
      //this takes care of the case where between the comparison and update steps, another thread updates the max

      //For example:
      //if the max value is set to a higher max value than the current value in between the comparison and update step
      //sample will be the higher value from the other thread
      //this means that the sample will now be higher than the current highest (as we just set it to the value passed into this function)
      //on the next iteration of the while loop, we will update max to match the true max value
      //we will then fail the while loop check, and be done with trying to update.
      while(sample > max.get()){
          sample = max.getAndSet(sample);  
      }
}