將系統(tǒng)性能優(yōu)化到極致，永遠是程序愛好者所努力的一個方向。在java并發(fā)領(lǐng)域，也有很多的實踐與創(chuàng)新，小到樂觀鎖、CAS，大到netty線程模型、纖程Quasar、kilim等。Disruptor是一個輕量的高性能并發(fā)框架，以驚人的吞吐量而受到廣泛的關(guān)注。Disruptor為提高程序的并發(fā)性能，提供了很多新的思路，比如：

  1. 緩存行填充，消除偽共享；

  2. RingBuffer無鎖隊列設(shè)計；

  3. 預分配緩存對象，使用緩存的循環(huán)覆蓋取代緩存的新增刪除等；

下文將從源碼角度解析Disruptor的實現(xiàn)原理。

1 Disruptor術(shù)語

Disruptor有很多自身的概念，使得初學者看代碼會比較費勁。因此在深入Disruptor原理之前，需要先了解一下Disruptor主要的幾個核心類或接口。

  • Sequence: 采用緩存行填充的方式對long類型的一層包裝，用以代表事件的序號。通過unsafe的cas方法從而避免了鎖的開銷；

  • Sequencer: 生產(chǎn)者與緩存RingBuffer之間的橋梁。單生產(chǎn)者與多生產(chǎn)者分別對應(yīng)于兩個實現(xiàn)SingleProducerSequencer與MultiProducerSequencer。Sequencer用于向RingBuffer申請空間，使用publish方法通過waitStrategy通知所有在等待可消費事件的SequenceBarrier；

  • WaitStrategy: WaitStrategy有多種實現(xiàn)，用以表示當無可消費事件時，消費者的等待策略；

  • SequenceBarrier: 消費者與緩存RingBuffer之間的橋梁。消費者并不直接訪問RingBuffer，從而能減少RingBuffer上的并發(fā)沖突；

  • EventProcessor: 事件處理器，是消費者線程池Executor的調(diào)度單元，是對事件處理EventHandler與異常處理ExceptionHandler等的一層封裝；

  • Event: 消費事件。Event的具體實現(xiàn)由用戶定義；

  • RingBuffer: 基于數(shù)組的緩存實現(xiàn)，也是創(chuàng)建sequencer與定義WaitStrategy的入口；

  • Disruptor: Disruptor的使用入口。持有RingBuffer、消費者線程池Executor、消費者集合ConsumerRepository等引用。

2 Disruptor源碼分析

2.1 Disruptor并發(fā)模型

并發(fā)領(lǐng)域的一個典型場景是生產(chǎn)者消費者模型，常規(guī)方式是使用queue作為生產(chǎn)者線程與消費者線程之間共享數(shù)據(jù)的方法，對于queue的讀寫避免不了讀寫鎖的競爭。Disruptor使用環(huán)形緩沖區(qū)RingBuffer作為共享數(shù)據(jù)的媒介。生產(chǎn)者通過Sequencer控制RingBuffer，以及喚醒等待事件的消費者，消費者通過SequenceBarrier監(jiān)聽RingBuffer的可消費事件。考慮一個場景，一個生產(chǎn)者A與三個消費者B、C、D,同時D的事件處理需要B與C先完成。則該模型結(jié)構(gòu)如下：
iOS培訓,Swift培訓,蘋果開發(fā)培訓,移動開發(fā)培訓

在這個結(jié)構(gòu)下，每個消費者擁有各自獨立的事件序號Sequence，消費者之間不存在共享競態(tài)。SequenceBarrier1監(jiān)聽RingBuffer的序號cursor，消費者B與C通過SequenceBarrier1等待可消費事件。SequenceBarrier2除了監(jiān)聽cursor，同時也監(jiān)聽B與C的序號Sequence，從而將最小的序號返回給消費者D，由此實現(xiàn)了D依賴B與C的邏輯。
RingBuffer是Disruptor高性能的一個亮點。RingBuffer就是一個大數(shù)組，事件以循環(huán)覆蓋的方式寫入。與常規(guī)RingBuffer擁有2個首尾指針的方式不同，D