disruptor框架

Posted 2020-10-14 duan2

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/

 

　　

在Disruptor中，我们想实现hello world 需要如下几步骤：

第一：建立一个Event类

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。 我们一起来看下这个HelloWorld程序：com.bjsxt.base

　　RingBuffer: 被看作Disruptor最主要的组件，然而从3.0开始RingBuffer仅仅负责存储和更新在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值的运转，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，这些的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来消费的Event的逻辑。

Disruptor术语：

WaitStrategy：决定一个消费者将如何等待生产者将Event置入Disruptor。

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吃间移交 LifecycleAware：当BatchEventProcessor启动和停止时，于实现这个接口用于接收通知。

　　如果你看了维基百科里面的关于环形buffer的词条，你就会发现，我们的实现方式，与其最大的区别在于：没有尾指针。我们只维护了一个指向下一个可用位置的序号。这种实现是经过深思熟虑的—我们选择用环形buffer的最初原因就是想要提供可靠的消息传递。

　　我们实现的ring buffer和大家常用的队列之间的区别是，我们不删除buffer中的数据，也就是说这些数据一直存放在buffer中，直到新的数据覆盖他们。这就是和维基百科版本相比，我们不需要尾指针的原因。ringbuffer本身并不控制是否需要重叠。

　　 因为它是数组，所以要比链表快，而且有一个容易预测的访问模式。

　　这是对CPU缓存友好的，也就是说在硬件级别，数组中的元素是会被预加载的，因此在ringbuffer当中，cpu无需时不时去主存加载数组中的下一个元素。

　　其次，你可以为数组预先分配内存，使得数组对象一直存在（除非程序终止）。这就意味着不需要花大量的时间用于垃圾回收。此外，不像链表那样，需要为每一个添加到其上面的对象创造节点对象—对应的，当删除节点时，需要执行相应的内存清理操作。

 

 

 

简单的demo

package bhz.base;

import java.nio.ByteBuffer;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

import com.lmax.disruptor.RingBuffer;
import com.lmax.disruptor.YieldingWaitStrategy;
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();
        //创建工厂
        LongEventFactory factory = new LongEventFactory();
        //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disruptor
        Disruptor<LongEvent> disruptor = 
                new Disruptor<LongEvent>(factory, ringBufferSize, executor, ProducerType.SINGLE, new YieldingWaitStrategy());
        // 连接消费事件方法
        disruptor.handleEventsWith(new LongEventHandler());
        
        // 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<LongEvent> ringBuffer = disruptor.getRingBuffer();
        
        LongEventProducer producer = new LongEventProducer(ringBuffer); 
        //LongEventProducerWithTranslator producer = new LongEventProducerWithTranslator(ringBuffer);
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(8);
        for(long l = 0; l<100; l++){
            byteBuffer.putLong(0, l);
            producer.onData(byteBuffer);
            //Thread.sleep(1000);
        }

        
        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；        
        
        
        
        
        
        
        
    }
}

package bhz.base;

import java.nio.ByteBuffer;

import com.lmax.disruptor.RingBuffer;
/**
 * 很明显的是：当用一个简单队列来发布事件的时候会牵涉更多的细节，这是因为事件对象还需要预先创建。
 * 发布事件最少需要两步：获取下一个事件槽并发布事件（发布事件的时候要使用try/finnally保证事件一定会被发布）。
 * 如果我们使用RingBuffer.next()获取一个事件槽，那么一定要发布对应的事件。
 * 如果不能发布事件，那么就会引起Disruptor状态的混乱。
 * 尤其是在多个事件生产者的情况下会导致事件消费者失速，从而不得不重启应用才能会恢复。
 * <B>系统名称：</B><BR>
 * <B>模块名称：</B><BR>
 * <B>中文类名：</B><BR>
 * <B>概要说明：</B><BR>
 * @author 北京尚学堂（alienware）
 * @since 2015年11月23日
 */
public class LongEventProducer {

    private final RingBuffer<LongEvent> ringBuffer;
    
    public LongEventProducer(RingBuffer<LongEvent> ringBuffer){
        this.ringBuffer = ringBuffer;
    }
    
    /**
     * onData用来发布事件，每调用一次就发布一次事件
     * 它的参数会用过事件传递给消费者
     */
    public void onData(ByteBuffer bb){
        //1.可以把ringBuffer看做一个事件队列，那么next就是得到下面一个事件槽
        long sequence = ringBuffer.next();
        try {
            //2.用上面的索引取出一个空的事件用于填充（获取该序号对应的事件对象）
            LongEvent event = ringBuffer.get(sequence);
            //3.获取要通过事件传递的业务数据
            event.setValue(bb.getLong(0));
        } finally {
            //4.发布事件
            //注意，最后的 ringBuffer.publish 方法必须包含在 finally 中以确保必须得到调用；如果某个请求的 sequence 未被提交，将会堵塞后续的发布操作或者其它的 producer。
            ringBuffer.publish(sequence);
        }
    }
    
    
    
    
    
}

package bhz.base;

//http://ifeve.com/disruptor-getting-started/
public class LongEvent { 
    private long value;
    public long getValue() { 
        return value; 
    } 
 
    public void setValue(long value) { 
        this.value = value; 
    } 
} 

package bhz.base;

import com.lmax.disruptor.EventFactory;
// 需要让disruptor为我们创建事件，我们同时还声明了一个EventFactory来实例化Event对象。
public class LongEventFactory implements EventFactory { 

    @Override 
    public Object newInstance() { 
        return new LongEvent(); 
    } 
} 

 

package bhz.base;

import com.lmax.disruptor.EventHandler;

//我们还需要一个事件消费者，也就是一个事件处理器。这个事件处理器简单地把事件中存储的数据打印到终端：
public class LongEventHandler implements EventHandler<LongEvent>  {

    @Override
    public void onEvent(LongEvent longEvent, long l, boolean b) throws Exception {
        System.out.println(longEvent.getValue());         
    }

}

package bhz.base;

import java.nio.ByteBuffer;

import com.lmax.disruptor.EventTranslatorOneArg;
import com.lmax.disruptor.RingBuffer;

/**
 * Disruptor 3.0提供了lambda式的API。这样可以把一些复杂的操作放在Ring Buffer，
 * 所以在Disruptor3.0以后的版本最好使用Event Publisher或者Event Translator来发布事件
 * <B>系统名称：</B><BR>
 * <B>模块名称：</B><BR>
 * <B>中文类名：</B><BR>
 * <B>概要说明：</B><BR>
 * @author 北京尚学堂（alienware）
 * @since 2015年11月23日
 */
public class LongEventProducerWithTranslator {

    //一个translator可以看做一个事件初始化器，publicEvent方法会调用它
    //填充Event
    private static final EventTranslatorOneArg<LongEvent, ByteBuffer> TRANSLATOR = 
            new EventTranslatorOneArg<LongEvent, ByteBuffer>() {
                @Override
                public void translateTo(LongEvent event, long sequeue, ByteBuffer buffer) {
                    event.setValue(buffer.getLong(0));
                }
            };
    
    private final RingBuffer<LongEvent> ringBuffer;
    
    public LongEventProducerWithTranslator(RingBuffer<LongEvent> ringBuffer) {
        this.ringBuffer = ringBuffer;
    }
    
    public void onData(ByteBuffer buffer){
        ringBuffer.publishEvent(TRANSLATOR, buffer);
    }
    
    
    
}