小伙伴们大家好，昨天的文章，带着大家扒开了Disruptor富丽的外衣，最重要的是咱们晓得了Disruptor高性能的起因几个重要的起因，

  • 引入环形的数组构造：数组元素不会被回收，防止频繁的GC，
  • 无锁的设计：采纳CAS无锁形式，保障线程的安全性
  • 属性填充：通过增加额定的无用信息，防止伪共享问题
  • 元素地位的定位：采纳跟一致性哈希一样的形式，一个索引，进行自增

这篇文章就在上篇文章的根底上来点实战利用。钻研下Disruptor的生产和生产模式，以及高级利用，至此对于Disruptor的系列的文章，也就到此结束了，我曾经尽力了，如果还有什么没能满足大家需要的，以及对于文章的内容大家有任何其余的认识的，也欢送在评论区留言，毕竟自己满腹经纶，期待各位大佬能给小弟指导一二。

前两篇文章在这里哦：

  • 如此狂妄，自称高性能队列的Disruptor有啥来头？
  • Disruptor测试后果运算1亿次，耗时5503ms，吞吐量18171000/s，于是我扒开了Disruptor高性能的外衣

生产和生产模式

依据下面的环形构造，咱们来具体分析一下Disruptor的工作原理。

Disruptor 不像传统的队列，分为一个队头指针和一个队尾指针，而是只有一个角标（下面的seq），那么这个是如何保障生产的音讯不会笼罩没有生产掉的音讯呢。

在Disruptor中生产者分为单生产者和多生产者，而消费者并没有辨别。

单生产者状况下，就是一般的生产者向RingBuffer中搁置数据，消费者获取最大可生产的地位，并进行生产。而多生产者时候，又多出了一个跟RingBuffer同样大小的Buffer，称为AvailableBuffer。

在多生产者中，每个生产者首先通过CAS竞争获取能够写的空间，而后再进行缓缓往里放数据，如果正好这个时候消费者要生产数据，那么每个消费者都须要获取最大可生产的下标，这个下标是在AvailableBuffer进行获取失去的最长间断的序列下标。

5.1 单生产者生产数据

生产者单线程写数据的流程比较简单：
  1. 申请写入m个元素；
  2. 若是有m个元素能够入，则返回最大的序列号。这儿次要判断是否会笼罩未读的元素；
  3. 若是返回的正确，则生产者开始写入元素。

5.2 多生产者生产数据

多个生产者的状况下，会遇到“如何避免多个线程反复写同一个元素”的问题。Disruptor的解决办法是，每个线程获取不同的一段数组空间进行操作。这个通过CAS很容易达到。只须要在调配元素的时候，通过CAS判断一下这段空间是否曾经调配进来即可。

然而会遇到一个新问题：如何避免读取的时候，读到还未写的元素。Disruptor在多个生产者的状况下，引入了一个与Ring Buffer大小雷同的buffer：available Buffer。当某个地位写入胜利的时候，便把availble Buffer相应的地位置位，标记为写入胜利。读取的时候，会遍历available Buffer，来判断元素是否曾经就绪。

5.3.1 生产流程
  1. 申请写入m个元素；
  2. 若是有m个元素能够写入，则返回最大的序列号。每个生产者会被调配一段独享的空间；
  3. 生产者写入元素，写入元素的同时设置available Buffer外面相应的地位，以标记本人哪些地位是曾经写入胜利的。

如下图所示，Writer1和Writer2两个线程写入数组，都申请可写的数组空间。Writer1被调配了下标3到下表5的空间，Writer2被调配了下标6到下标9的空间。

Writer1写入下标3地位的元素，同时把available Buffer相应地位置位，标记曾经写入胜利，往后移一位，开始写下标4地位的元素。Writer2同样的形式。最终都写入实现。

5.3.2 CAS检测空间占用
避免不同生产者对同一段空间写入的代码，如下所示：

通过do/while循环的条件cursor.compareAndSet(current, next)，来判断每次申请的空间是否曾经被其余生产者占据。如果曾经被占据，该函数会返回失败，While循环从新执行，申请写入空间。

public long tryNext(int n) throws InsufficientCapacityException{    if (n < 1)    {        throw new IllegalArgumentException("n must be > 0");    }     long current;    long next;     do    {        current = cursor.get();        next = current + n;         if (!hasAvailableCapacity(gatingSequences, n, current))        {            throw InsufficientCapacityException.INSTANCE;        }    }    while (!cursor.compareAndSet(current, next));     return next;}

5.4 多生产者生产数据

绿色代表曾经写OK的数据

假如三个生产者在写中，还没有置位AvailableBuffer，那么消费者可获取的生产下标只能获取到6，而后等生产者都写OK后，告诉到消费者，消费者持续反复下面的步骤。

5.4.1 生产流程
  1. 申请读取到序号n；
  2. 若writer cursor >= n，这时依然无奈确定间断可读的最大下标。从reader cursor开始读取available Buffer，始终查到第一个不可用的元素，而后返回最大间断可读元素的地位；
  3. 消费者读取元素

如下图所示，读线程读到下标为2的元素，三个线程Writer1/Writer2/Writer3正在向RingBuffer相应地位写数据，写线程被调配到的最大元素下标是11。

读线程申请读取到下标从3到11的元素，判断writer cursor>=11。而后开始读取availableBuffer，从3开始，往后读取，发现下标为7的元素没有生产胜利，于是WaitFor(11)返回6。

而后，消费者读取下标从3到6共计4个元素。

6. 高级应用

6.1 并行模式

6.1.1 繁多写者模式

在并发零碎中进步性能最好的形式之一就是繁多写者准则，对Disruptor也是实用的。如果在你的代码中仅仅有一个事件生产者，那么能够设置为繁多生产者模式来进步零碎的性能。

public class singleProductorLongEventMain {     public static void main(String[] args) throws Exception {         //.....// Construct the Disruptor with a SingleProducerSequencer          Disruptor<LongEvent> disruptor = new Disruptor(factory,                 bufferSize,                 ProducerType.SINGLE, // 繁多写者模式,                 executor);//.....     } }
6.1.2 串行生产
比方：当初触发一个注册Event，须要有一个Handler来存储信息，一个Hanlder来发邮件等等。

/**  * 串行顺次执行  * <br/>  * p --> c11 --> c21  * @param disruptor  */ public static void serial(Disruptor<LongEvent> disruptor){     disruptor.handleEventsWith(new C11EventHandler()).then(new C21EventHandler());     disruptor.start(); }
6.1.3 菱形形式执行

 public static void diamond(Disruptor<LongEvent> disruptor){     disruptor.handleEventsWith(new C11EventHandler(),new C12EventHandler()).then(new C21EventHandler());     disruptor.start(); }
6.1.4 链式并行计算

 public static void chain(Disruptor<LongEvent> disruptor){     disruptor.handleEventsWith(new C11EventHandler()).then(new C12EventHandler());     disruptor.handleEventsWith(new C21EventHandler()).then(new C22EventHandler());     disruptor.start(); }
6.1.5 互相隔离模式

 public static void parallelWithPool(Disruptor<LongEvent> disruptor){     disruptor.handleEventsWithWorkerPool(new C11EventHandler(),new C11EventHandler());     disruptor.handleEventsWithWorkerPool(new C21EventHandler(),new C21EventHandler());     disruptor.start(); }
6.1.6 航道模式

/**  * 串行顺次执行,同时C11，C21别离有2个实例   * <br/>   * p --> c11 --> c21   * @param disruptor   */  public static void serialWithPool(Disruptor<LongEvent> disruptor){      disruptor.handleEventsWithWorkerPool(new C11EventHandler(),new C11EventHandler()).then(new C21EventHandler(),new C21EventHandler());      disruptor.start();  }
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