Disruptor-简单使用

2023-04-10 15:38 由王谷雨发表于 #后端开发

前言

Disruptor是一个高性能的无锁并发框架，其主要应用场景是在高并发、低延迟的系统中，如金融领域的交易系统，游戏服务器等。其优点就是非常快，号称能支撑每秒600万订单。需要注意的是，Disruptor是单机框架，对标JDK中的Queue，而非可用于分布式系统的MQ

本文基于Disruptor v3.4.*版本

Demo

既然是简单使用，这阶段只需要关注：

生产者
消费者：EventHandler
消息的传递：消息的载体Event

简单例子

首先，我们定义消息的载体Event，生产者向消费者传递的消息通过Event承载

class LongEvent {
    private long value;

    public void set(long value) {
        this.value = value;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "LongEvent{" + "value=" + value + '}';
    }
}

然后定义Event生产工厂，这用于初始化Event

EventFactory<LongEvent> factory = new EventFactory<LongEvent>() {
    @Override
    public LongEvent newInstance() {
        return new LongEvent();
    }
};

接下来就可以构建Disruptor了，以下是完整代码

// 消息载体(event)
static class LongEvent {
    private long value;

    public void set(long value) {
        this.value = value;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "LongEvent{" + "value=" + value + '}';
    }
}

// 发布消息的转换器
public static void translate(LongEvent event, long sequence, ByteBuffer buffer)
{
    event.set(buffer.getLong(0));
}

public static void main(String[] args) throws Exception {

    // event生产工厂,初始化RingBuffer的时候使用
    EventFactory<LongEvent> factory = new EventFactory<LongEvent>() {
        @Override
        public LongEvent newInstance() {
            return new LongEvent();
        }
    };

    // 指定RingBuffer的大小(必须是2的n次方)
    int bufferSize = 1024;

    // 构造Disruptor（默认使用多生产者模式、BlockingWaitStrategy阻塞策略）
    Disruptor<LongEvent> disruptor = new Disruptor<>(LongEvent::new, bufferSize, DaemonThreadFactory.INSTANCE);
    //  Disruptor<LongEvent> disruptor = new Disruptor<>(factory, bufferSize, DaemonThreadFactory.INSTANCE, ProducerType.MULTI, new BlockingWaitStrategy());
    // 设置消费者
    EventHandler<LongEvent> handler = (event, sequence, endOfBatch) -> {
        System.out.println("Event: " + event);
    };
    disruptor.handleEventsWith(handler);

    // 启动disruptor，启动所有需要运行的线程
    disruptor.start();

    RingBuffer<LongEvent> ringBuffer = disruptor.getRingBuffer();
    ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocate(8);
    for (long i = 0; i < 100; i++) {
        bb.putLong(i);
        // 发布事件
        ringBuffer.publishEvent(LongEventMain::translate, bb);
    }
}

消费者组合（多使用场景）

Disruptor不仅可以当高性能的队列使用，还支持消费者的串行、并行消费等

以下只展示关键代码（设置消费者），其余部分参考上一节的简单demo

单链串行

disruptor.handleEventsWith(handlerA).then(handlerB);

并行

disruptor.handleEventsWith(handlerA, handlerB);

链内串行，多链并行

disruptor.handleEventsWith(handlerA).then(handlerC);
disruptor.handleEventsWith(handlerB).then(handlerD);

菱形（C、D都执行完才到E）

disruptor.handleEventsWith(handlerA).then(handlerC);
disruptor.handleEventsWith(handlerB).then(handlerD);
disruptor.after(handlerC, handlerD).then(handlerE);

分组（AB都执行完才到CD）

disruptor.handleEventsWith(handlerA, handlerB).then(handlerC, handlerD);

分组不重复消费

组内竞争，组外串行：每个消息在每个分组中只有一个消费者能消费成功，如果就是分组A中只有HandlerA2能得到数据，分组B中只有HandlerB1获得
```
// 注意：此处的handler实现的是WorkHandler接口
disruptor.handleEventsWithWorkerPool(handlerA1, handlerA2, handlerA3)
                .then(handlerB1, handlerB2, handlerB3);
```
分组不重复消费（菱形）
```
// handlerA、handlerB实现WorkHandler接口
// handlerC 实现EventHandler或WorkHandler接口均可
disruptor.handleEventsWithWorkerPool(handlerA1, handlerA2, handlerA3)
                .then(handlerB1, handlerB2, handlerB3)
                .then(handlerC);
```
等待策略

消费者速度比生产者快时，需要等待。因此就有了不同的等待策略以适应不同场景
- BlockingWaitStrategy
  
  默认策略。使用锁和 Condition 的等待、唤醒机制。速度慢，但节省CPU资源并且在不同部署环境中能提供更加一致的性能表现。
- YieldingWaitStrategy
  
  二段式，一阶段自旋100次，二阶段执行Thread.yield，需要低延迟的场景可使用此策略
- SleepingWaitStrategy
  
  三段式，一阶段自旋，二阶段执行Thread.yield，三阶段睡眠
- BusySpinWaitStrategy
  
  性能最高的策略，与 YieldingWaitStrategy 一样在低延迟场景使用，但是此策略要求消费者数量低于 CPU 逻辑内核总数
其他小技巧
1. 清除消息载体 Event 中的数据
  
  如果 Event 中存在大对象，应该在消费者链的末尾，添加一个清除数据的消费者，以帮助jvm垃圾回收。demo中的 LongEvent 是 private long value; 所以没必要添加。

总结

本文介绍了 Disruptor 的简单使用，以及复杂场景下消费者的配置。下篇开坑 Disruptor 源码解析。

参考资料

Disruptor官方文档

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前言

Demo

简单例子

消费者组合（多使用场景）

等待策略

其他小技巧

总结