Lmax.distruptor RingBuffer

本文详细解析了Disruptor作为线程间交互工具的应用,通过对比其与Java BlockingQueue的异同,深入探讨了Disruptor的核心概念如RingBuffer、Sequence和Sequencer,并提供了Disruptor的获取入门指南。

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Storm以及JStorm都用了distruptor作为线程间交互工具,所以仔细拿来看看吧。
Disruptor有一个blog

http://code.google.com/p/disruptor/wiki/BlogsAndArticles

和一些基本介绍
http://mechanitis.blogspot.com/2011/06/dissecting-disruptor-whats-so-special.html
http://mechanitis.blogspot.com/2011/06/dissecting-disruptor-how-do-i-read-from.html

有人翻译了

http://www.cnblogs.com/shanyou/archive/2013/02/04/2891300.html
http://www.cnblogs.com/shanyou/archive/2013/02/04/2891301.html
http://www.cnblogs.com/shanyou/archive/2013/02/08/2909179.html

一下简要翻译自https://github.com/LMAX-Exchange/disruptor/wiki/Introduction

理解Disruptor最好的方式就是使用一个组件去对其进行类比,所以Java中的BlockingQueue是与Disruptor最相像的了。Disruptor主要用于将数据从多个线程之间进行移动,当然,Distruptor也有很多不同于BlockingQueue的地方:

  • 根据消费者的依赖关系对消费者进行广播
  • 对消息进行内存预留(Pre-allocate memory for events)
  • 可支持没有锁的方式Lock-Free

核心概念

在理解Disruptor如何工作之前,有必要解释几个code中常用的概念

  • RingBuffer: RingBuffer曾作为Disruptor的核心概念,然而从3.0开始 RingBuffer仅用作Disruptor数据的存储以及更新操作。在一些复杂的用例中,RingBuffer甚至可能被重写。

  • Sequence: Disruptor用Sequence标示每个component由谁管理。每个消费者(Event Consumer)以及Disruptor都维护一个Sequence。大部分的并行代码都依赖于更改Sequece中的值,因此,Sequcenc支持大量类似AtomicLong的操作。事实上二者的区别仅为Sequence含有一些额外的函数用于阻止一些错误的数据共享。

  • Sequencer:Sequencer是Disruptor真正的核心,该接口的两个实现(single/multi Producer )实现了全部并行算法,这些并行算法用于在Producer以及Consumer之间进行快速,可靠的数据交互。

  • Sequencer Barrier: Sequencer Barrier是由

    -

参考资料

https://github.com/LMAX-Exchange/disruptor/wiki/Getting-Started
Disruptor白皮书
https://code.google.com/p/disruptor/wiki/BlogsAndArticles
https://github.com/LMAX-Exchange/disruptor/wiki/Introduction
https://github.com/LMAX-Exchange/disruptor/wiki/Getting-Started

### Disruptor库中的RingBuffer用法与实现 #### 初始化RingBuffer 在Servlet实例化时初始化RingBuffer是一种常见做法,这可以确保在整个应用生命周期内只创建一次RingBuffer对象[^1]。 #### RingBuffer的工作机制 RingBuffer内部维护着一系列槽(slot),这些槽用于存储事件数据。为了追踪当前处理位置,“指针”被用来表示下一个可用的位置。“指针”的类型为Java `long`型(64位有符号整数), 并通过不断递增来指向新的位置[^2]。 #### 创建和配置RingBuffer 下面是一个简单的例子展示如何设置并启动一个基于Disruptor框架的RingBuffer: ```java import com.lmax.disruptor.RingBuffer; import com.lmax.disruptor.dsl.Disruptor; // 定义事件工厂 public class LongEventFactory implements EventFactory<LongEvent> { @Override public LongEvent newInstance() { return new LongEvent(); } } // 主程序入口 public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 设置缓冲区大小(必须是2的幂) int bufferSize = 1024; // 构建Disruptor实例 Disruptor<LongEvent> disruptor = new Disruptor<>(new LongEventFactory(), bufferSize, Executors.defaultThreadFactory()); // 启动Disruptor disruptor.start(); // 获取RingBuffer引用 RingBuffer<LongEvent> ringBuffer = disruptor.getRingBuffer(); } ``` 这段代码展示了如何定义事件工厂以及怎样构建和启动Disruptor实例。这里需要注意的是,环形缓冲区(`RingBuffer`) 的容量应当设定成2的次方数以优化性能。 #### 发布事件到RingBuffer 当向RingBuffer发布新事件时,通常会经历以下几个过程: - 请求下一个序号(next sequence number) - 填充对应slot的数据 - 提交该事件(publish) 以下是具体的实现方式: ```java try { long sequence = ringBuffer.next(); // 预留一个slot try { LongEvent event = ringBuffer.get(sequence); event.setValue(valueToPublish); // 将实际值赋给event } finally { ringBuffer.publish(sequence); // 发布事件 } } catch (Exception e){ System.err.println("Error publishing event"); } ``` 此段代码说明了如何安全地获取序列号、填充事件内容并将之提交至RingBuffer中。特别注意,在操作完成后调用了publish方法以便通知消费者线程存在待处理的新消息。
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