Disruptor并发框架简介

Martin Fowler在自己网站上写了一篇LMAX架构的文章，在文章中他介绍了LMAX是一种新型零售金融交易平台，它能够以很低的延迟产生大量交易。这个系统是建立在JVM平台上，其核心是一个业务逻辑处理器，它能够在一个线程里每秒处理6百万订单。业务逻辑处理器完全是运行在内存中，使用事件源驱动方式。业务逻辑处理器的核心是Disruptor。

Disruptor它是一个开源的并发框架，并获得2011 Duke’s 程序框架创新奖，能够在无锁的情况下实现网络的Queue并发操作。

Disruptor是一个高性能的异步处理框架，或者可以认为是最快的消息框架（轻量的JMS），也可以认为是一个观察者模式的实现，或者事件监听模式的实现。

目前我们使用disruptor已经更新到了3.x版本，比之前的2.x版本性能更加的优秀，提供更多的API使用方式。

下载disruptor-3.3.2.jar引入我们的项目既可以开始disruptor之旅。

在使用之前，首先说明disruptor主要功能加以说明，你可以理解为他是一种高效的”生产者-消费者”模型。也就性能远远高于传统的BlockingQueue容器。

官方学习网站：http://ifeve.com/disruptor-getting-started/

（1）使用Disruptor

第一：建立一个Event类，用来承载数据，因为Disruptor是一个事件驱动的，所以再Disruptor中是以事件绑定数据进行传递的
第二：建立一个工厂Event类，用于创建Event类实例对象
第三：需要有一个监听事件类，用于处理数据（Event类）
第四：我们需要进行测试代码编写。实例化Disruptor实例，配置一系列参数。然后我们对Disruptor实例绑定监听事件类，接受并处理数据。
第五：在Disruptor中，真正存储数据的核心叫做RingBuffer，我们通过Disruptor实例拿到它，然后把数据生产出来，把数据加入到RingBuffer的实例对象中即可。

package com.zyh.study.disruptor.helloworld;import java.nio.ByteBuffer;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;import com.lmax.disruptor.*;
import com.lmax.disruptor.dsl.Disruptor;
import com.lmax.disruptor.dsl.ProducerType;public class Test {public static void main(String[] args) throws Exception {//创建缓冲池ExecutorService  executor = Executors.newCachedThreadPool();//创建bufferSize ,也就是RingBuffer大小，必须是2的N次方int ringBufferSize = 1024 * 1024; // /**//BlockingWaitStrategy 是最低效的策略，但其对CPU的消耗最小并且在各种不同部署环境中能提供更加一致的性能表现WaitStrategy BLOCKING_WAIT = new BlockingWaitStrategy();//SleepingWaitStrategy 的性能表现跟BlockingWaitStrategy差不多，对CPU的消耗也类似，但其对生产者线程的影响最小，适合用于异步日志类似的场景WaitStrategy SLEEPING_WAIT = new SleepingWaitStrategy();//YieldingWaitStrategy 的性能是最好的，适合用于低延迟的系统。在要求极高性能且事件处理线数小于CPU逻辑核心数的场景中，推荐使用此策略；例如，CPU开启超线程的特性WaitStrategy YIELDING_WAIT = new YieldingWaitStrategy();*///创建disruptorDisruptor<Student> disruptor = new Disruptor<Student>(new EventFactory<Student>() {@Overridepublic Student newInstance() {return new Student();}}, ringBufferSize, executor, ProducerType.SINGLE, new YieldingWaitStrategy());// 连接消费事件方法disruptor.handleEventsWith(new EventHandler<Student>(){@Overridepublic void onEvent(Student student, long l, boolean b) throws Exception {System.out.println(student.toString());}});// 启动disruptor.start();//Disruptor 的事件发布过程是一个两阶段提交的过程：//发布事件RingBuffer<Student> ringBuffer = disruptor.getRingBuffer();List<Student> stus = Arrays.asList(new Student("xiaohuihui",26,"男"),new Student("mingming",29,"男"),new Student("fangfang",20,"女"),new Student("ganggang",35,"男"),new Student("chunchun",18,"女"));for (Student stu : stus) {//生产者发布数据ringBuffer.publishEvent(new EventTranslator<Student>() {@Overridepublic void translateTo(Student student, long l) {student.setAge(stu.getAge());student.setName(stu.getName());student.setSex(stu.getSex());}});}disruptor.shutdown();//关闭 disruptor，方法会堵塞，直至所有的事件都得到处理；executor.shutdown();//关闭 disruptor 使用的线程池；如果需要的话，必须手动关闭， disruptor 在 shutdown 时不会自动关闭；      }
}

（2）Disruptor术语

RingBuffer：被看做Disruptor最主要的组件，然而从3.0开始RingBuffer仅仅负责存储和更新再Disruptor中流通的数据。对一些特殊的使用场景能够被用户（使用其他数据结构）完全替代。
Sequence：Disruptor使用Sequence来表示一个特殊组件处理的序号。和Disruptor一样，每一个消费者（EventProcessor）都维持着一个Sequence。大部分的并发代码依赖这些Sequence值得运转，因此Sequence支持多种当前为AtomicLong类的特性。
Sequencer：这是Disruptor真正的核心。实现了这个接口的两种生产者（单生产者和多生产者）均实现了所有的并发算法，为了在生产者和消费者之间进行准确快速的数据传递。
SequenceBarrier：由Sequencer生成，并且包含了已经发布的Sequence的引用，这些Sequence源于Sequencer和一些独立的消费者的Sequence。它包含了决定是否有供消费者消费的Event的逻辑。用来权衡当消费者无法从RingBuffer里面获取事件时的处理策略。（例如：当生产者太慢，消费者太快，会导致消费者获取不到新的事件会根据该策略进行处理，默认会堵塞）
WaitStrategy：决定一个消费者将如何等待生产者将Event置入Disruptor的策略。用来权衡当生产者无法将新的事件放进RingBuffer时的处理策略。（例如：当生产者太快，消费者太慢，会导致生成者获取不到新的事件槽来插入新事件，则会根据该策略进行处理，默认会堵塞）
Event：从生产者到消费者过程中所处理的数据单元。Disruptor中没有代码表示Event，因为它完全是由用户定义的。
EventProcessor：主要事件循环，处理Disruptor中的Event，并且拥有消费者的Sequence。它有一个实现类是BatchEventProcessor，包含了event loop有效的实现，并且将回调到一个EventHandler接口的实现对象。
EventHandler：由用户实现并且代表了Disruptor中的一个消费者的接口。
Producer：由用户实现，它调用RingBuffer来插入事件(Event)，在Disruptor中没有相应的实现代码，由用户实现。
WorkProcessor：确保每个sequence只被一个processor消费，在同一个WorkPool中的处理多个WorkProcessor不会消费同样的sequence。
WorkerPool：一个WorkProcessor池，其中WorkProcessor将消费Sequence，所以任务可以在实现WorkHandler接口的worker之间移交
LifecycleAware：当BatchEventProcessor启动和停止时，于实现这个接口用于接收通知。

（3）Disruptor应用

Disruptor实际上是对RingBuffer的封装，所以我们也可以直接使用RingBuffer类

API提供的生产者接口
EventTranslator<V>与EventTranslatorOneArg<V v, Object data>，前者不能动态传参，后者可以动态传递一个参数data，V为需要创建的数据对象，data为实际数据，实现translateTo(V v, long sequeue, Object data)方法，其中v就是下一个可用事件槽里面的对象，data为传进来的真实数据，调用ringBuffer.publishEvent(EventTranslatorOneArg translator, Object data);来发布数据到RingBuffer中。

package com.zyh.study.disruptor.helloworld;import java.nio.ByteBuffer;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;import com.lmax.disruptor.*;
import com.lmax.disruptor.dsl.Disruptor;
import com.lmax.disruptor.dsl.ProducerType;public class LongEventMain {public static void main(String[] args) throws Exception {//创建缓冲池ExecutorService  executor = Executors.newCachedThreadPool();//创建bufferSize ,也就是RingBuffer大小，必须是2的N次方int ringBufferSize = 1024 * 1024; // /**//BlockingWaitStrategy 是最低效的策略，但其对CPU的消耗最小并且在各种不同部署环境中能提供更加一致的性能表现WaitStrategy BLOCKING_WAIT = new BlockingWaitStrategy();//SleepingWaitStrategy 的性能表现跟BlockingWaitStrategy差不多，对CPU的消耗也类似，但其对生产者线程的影响最小，适合用于异步日志类似的场景WaitStrategy SLEEPING_WAIT = new SleepingWaitStrategy();//YieldingWaitStrategy 的性能是最好的，适合用于低延迟的系统。在要求极高性能且事件处理线数小于CPU逻辑核心数的场景中，推荐使用此策略；例如，CPU开启超线程的特性WaitStrategy YIELDING_WAIT = new YieldingWaitStrategy();*///创建disruptorDisruptor<Student> disruptor = new Disruptor<Student>(()->{return new Student();}, ringBufferSize, executor, ProducerType.SINGLE, new YieldingWaitStrategy());// 连接消费事件方法disruptor.handleEventsWith(new EventHandler<Student>(){@Overridepublic void onEvent(Student student, long l, boolean b) throws Exception {System.out.println(student.toString());}});// 启动disruptor.start();//Disruptor 的事件发布过程是一个两阶段提交的过程：//发布事件RingBuffer<Student> ringBuffer = disruptor.getRingBuffer();List<Student> stus = Arrays.asList(new Student("xiaohuihui",26,"男"),new Student("mingming",29,"男"),new Student("fangfang",20,"女"),new Student("ganggang",35,"男"),new Student("chunchun",18,"女"));//生产者发布数据ringBuffer.publishEvent(new EventTranslatorOneArg<Student, List<Student>>() {@Overridepublic void translateTo(Student student, long l, List<Student> students) {student.setName(students.get(0).getName());student.setAge(students.get(0).getAge());student.setSex(students.get(0).getSex());}},stus);//      for (Student stu : stus) {
//          //生产者发布数据
//          ringBuffer.publishEvent(new EventTranslator<Student>() {
//              @Override
//              public void translateTo(Student student, long l) {
//                  student.setAge(stu.getAge());
//                  student.setName(stu.getName());
//                  student.setSex(stu.getSex());
//
//              }
//          });
//      }disruptor.shutdown();//关闭 disruptor，方法会堵塞，直至所有的事件都得到处理；executor.shutdown();//关闭 disruptor 使用的线程池；如果需要的话，必须手动关闭， disruptor 在 shutdown 时不会自动关闭；      }
}

API提供的消费者接口

WorkerPool ：
WorkerPool<Order>(RingBuffer<V> ringBuffer, SequenceBarrier sequenceBarrier, ExceptionHandler<? super V> exceptionHandler, WorkHandler<? super V>... workHandlers)其中RingBuffer为数据缓冲区，sequenceBarrier是消费者与生产者之间的协调策略，API默认提供了一个实现类ProcessingSequenceBarrier，可以通过RingBuffer.newBarrier(Sequence... sequencesToTrack);来获取，exceptionHandler为异常处理函数，当handler发生异常时回调该函数，workHandlers为实现了EventHandler接口的消息业务处理类，可以有多个。
WorkerPool启动的方法是 WorkerPool.start(Executor executor)
BatchEventProcessor ：
BatchEventProcessor<V>(RingBuffer extends DataProvider, SequenceBarrier sequenceBarrier, EventHandler<? super V> eventHandler) 其中RingBuffer为数据缓冲区，sequenceBarrier是消费者与生产者之间的协调策略，API默认提供了一个实现类ProcessingSequenceBarrier，可以通过RingBuffer.newBarrier(Sequence... sequencesToTrack);来获取，eventHandler为实现了EventHandler接口的消息业务处理类。
BatchEventProcessor启动的方法是 Executor.submit(BatchEventProcessor batchEventProcessor)

注意
SequenceBarrier是用来协调消费者和生成者之间效率的策略类，所以要想Barrier生效，必须要将消费者消费的Seuence传递给RingBuffer，然后由RingBuffer进行协调：ringBuffer.addGatingSequences(BatchEventProcessor.getSequence()); 多消费者时使用BatchEventProcessor.getWorkerSequences()（这两个方法WorkerPool同样适用）。这是在直接使用RingBuffer时需要进行的处理，如果通过Disruptor去进行调用，在调用handleEventsWith注册消费者方法时会自动添加该处理。

Disruptor注册消费者的方法是：

Disruptor.handleEventsWith(final EventHandler<? super T>... handlers)

Disruptor提供了一些复杂的并行运行方式。

1、生产者A生成的数据同时被B,C两个消费者消费，两者都消费完成之后再由消费者D对两者同时消费。（注意ABC以及下面提到的消息处理类必须要实现EventHandler接口）

EventHandlerGroup<Trade> handlerGroup = disruptor.handleEventsWith(A, B);
//声明在C1,C2完事之后执行JMS消息发送操作 也就是流程走到C3
handlerGroup.then(C);

2、生产者A生成的数据同时被B1,C2两个消费者消费，而B消耗完毕之后由B2处理，C1处理完成之后由C2处理，B2与C2两者都消费完成之后再由消费者D对两者同时消费。其中B1与B2,C1与C2是并行执行的。

disruptor.handleEventsWith(B1, C1);
disruptor.after(B1).handleEventsWith(B2);
disruptor.after(C1).handleEventsWith(C2);
disruptor.after(B2, C2).handleEventsWith(h3);

3、生产者A生成的数据依次被A,B,C三个消费者消费

disruptor.handleEventsWith(A).handleEventsWith(B).handleEventsWith(C);

并行运行方式demo:

Main方法:

package com.zyh.study.disruptor.base;import com.lmax.disruptor.BusySpinWaitStrategy;
import com.lmax.disruptor.EventFactory;
import com.lmax.disruptor.dsl.Disruptor;
import com.lmax.disruptor.dsl.EventHandlerGroup;
import com.lmax.disruptor.dsl.ProducerType;import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;public class Main {  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  long beginTime=System.currentTimeMillis();  int bufferSize=1024;  ExecutorService executor=Executors.newFixedThreadPool(8);  Disruptor<Trade> disruptor = new Disruptor<Trade>(new EventFactory<Trade>() {  @Override  public Trade newInstance() {  return new Trade();  }  }, bufferSize, executor, ProducerType.SINGLE, new BusySpinWaitStrategy());  //菱形操作//使用disruptor创建消费者组C1,C2EventHandlerGroup<Trade> handlerGroup =disruptor.handleEventsWith(new Handler1(), new Handler2());//声明在C1,C2完事之后执行JMS消息发送操作 也就是流程走到C3handlerGroup.then(new Handler3());//顺序操作/**disruptor.handleEventsWith(new Handler1()).handleEventsWith(new Handler2()).handleEventsWith(new Handler3());*///六边形操作. /**Handler1 h1 = new Handler1();Handler2 h2 = new Handler2();Handler3 h3 = new Handler3();Handler4 h4 = new Handler4();Handler5 h5 = new Handler5();disruptor.handleEventsWith(h1, h2);disruptor.after(h1).handleEventsWith(h4);disruptor.after(h2).handleEventsWith(h5);disruptor.after(h4, h5).handleEventsWith(h3);*/disruptor.start();//启动  CountDownLatch latch=new CountDownLatch(1);  //生产者准备  executor.submit(new TradePublisher(latch, disruptor));latch.await();//等待生产者完事. disruptor.shutdown();  executor.shutdown();  System.out.println("总耗时:"+(System.currentTimeMillis()-beginTime));  }
}

TradePublisher：

public class TradePublisher implements Runnable {  Disruptor<Trade> disruptor;  private CountDownLatch latch;  private static int LOOP=10;//模拟百万次交易的发生  public TradePublisher(CountDownLatch latch,Disruptor<Trade> disruptor) {  this.disruptor=disruptor;  this.latch=latch;  }  @Override  public void run() {TradeEventTranslator tradeTransloator = new TradeEventTranslator();  for(int i=0;i<LOOP;i++){  disruptor.publishEvent(tradeTransloator);  }  latch.countDown();  }  }

TradeEventTranslator：

class TradeEventTranslator implements EventTranslator<Trade>{  private Random random=new Random();  @Override  public void translateTo(Trade event, long sequence) {  this.generateTrade(event);  }  private Trade generateTrade(Trade trade){  trade.setPrice(random.nextDouble()*9999);  return trade;  }  }

Trade：

@Data
public class Trade {  private String id;//ID  private String name;private double price;//金额  private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);}

Handler1:

package com.zyh.study.disruptor.base;import com.lmax.disruptor.EventHandler;public class Handler1 implements EventHandler<Trade>{@Override  public void onEvent(Trade event, long sequence, boolean endOfBatch) throws Exception {System.out.println("handler1: set name");event.setName("h1");Thread.sleep(1000);    }
}

Handler2:

package com.zyh.study.disruptor.base;import com.lmax.disruptor.EventHandler;public class Handler2 implements EventHandler<Trade> {  @Override  public void onEvent(Trade event, long sequence,  boolean endOfBatch) throws Exception {  System.out.println("handler2: set price");event.setPrice(17.0);Thread.sleep(1000);}  }

Handler3:

package com.zyh.study.disruptor.base;import com.lmax.disruptor.EventHandler;public class Handler3 implements EventHandler<Trade> {@Override  public void onEvent(Trade event, long sequence,  boolean endOfBatch) throws Exception {  System.out.println("handler3: name: " + event.getName() + " , price: " + event.getPrice() + ";  instance: " + event.toString());}
}

Handler4:

package com.zyh.study.disruptor.base;import com.lmax.disruptor.EventHandler;public class Handler4 implements EventHandler<Trade> {@Override  public void onEvent(Trade event, long sequence, boolean endOfBatch) throws Exception {System.out.println("handler4: get name : " + event.getName());event.setName(event.getName() + "h4");}}

Handler5:

package com.zyh.study.disruptor.base;import com.lmax.disruptor.EventHandler;public class Handler5 implements EventHandler<Trade>{@Override  public void onEvent(Trade event, long sequence, boolean endOfBatch) throws Exception {System.out.println("handler5: get price : " + event.getPrice());event.setPrice(event.getPrice() + 3.0);}
}

Disruptor并发框架--学习笔记相关推荐

Disruptor并发框架，核心组件RingBuffer
1.1 Disruptor并发框架简介 Martin Fowler在自己网站上写了一篇LMAX架构的文章,在文章中他介绍了LMAX是一种新型零售金融交易平台,它能够以很低的延迟产生大量交易.这个系统是 ...
Spring框架学习笔记，超详细！！（4）
Java小白开始学习Spring框架,一方面,跟着视频学习,并记录下学习笔记,方便以后复习回顾.另一方面,发布学习笔记来约束自己,学习路程还很遥远,继续加油坚持!!!希望能帮助到大家! 另外还有我的牛 ...
Spring框架学习笔记(三）（AOP，事务管理）
Spring框架学习笔记(三) 九.AOP 9.1 AOP的注解配置 (1) 新建计算器核心功能(模拟:不能在改动核心代码) (2) 建立一个普通的Java类写增强代码(面向切面编程),使用Sprin ...
27Vert.X框架学习笔记
vert.x框架学习笔记文章目录 1 Vert.x简明介绍 1.1 Vert.x能干什么 1.2 Vert.x快速体验 1.3 Vert.x的简单介绍 1.4 Vert.x的一些优势 1.4.1 异 ...
SpringMVC框架--学习笔记（下）
接上篇:SpirngMVC框架--学习笔记(上):https://blog.csdn.net/a745233700/article/details/81038382 17.全局异常处理: 系统中异常包 ...
SpringMVC框架--学习笔记（上）
1.SpringMVC入门程序: (1)导入jar包:spring核心jar包.spring-webmvc整合Jar包 (2)配置前端控制器:web.xml文件中 <?xml version=& ...
mybatis框架--学习笔记（下）
上篇:mybatis框架--学习笔记(上):https://blog.csdn.net/a745233700/article/details/81034021 8.高级映射: (1)一对一查询: ①使 ...
mybatis框架--学习笔记（上）
使用JDBC操作数据库的问题总结: (1)数据库连接,使用时创建,不使用时立即释放,对数据库进行频繁连接开启和关闭,造成数据库资源浪费,影响数据库性能. 设想:使用数据库连接池管理数据库连接. (2) ...
JavaSE中Map框架学习笔记
前言:最近几天都在生病,退烧之后身体虚弱.头疼.在床上躺了几天,什么事情都干不了.接下来这段时间,要好好加快进度才好. 前面用了三篇文章的篇幅学习了Collection框架的相关内容,而Map框架相对 ...

Disruptor并发框架--学习笔记