Disruptor的原理是什么
这篇文章主要讲解了"Disruptor的原理是什么"，文中的讲解内容简单清晰，易于学习与理解，下面请大家跟着小编的思路慢慢深入，一起来研究和学习"Disruptor的原理是什么"吧！
Disruptor通过以下设计来解决队列速度慢的问题：
环形数组结构
为了避免垃圾回收，采用数组而非链表。同时，数组对处理器的缓存机制更加友好。
元素位置定位，数组长度2^n，通过位运算，加快定位的速度。下标采取递增的形式。不用担心index溢出的问题。index是long类型，即使100万QPS的处理速度，也需要30万年才能用完。 - 无锁设计
每个生产者或者消费者线程，会先申请可以操作的元素在数组中的位置，申请到之后，直接在该位置写入或者读取数据。
下面忽略数组的环形结构，介绍一下如何实现无锁设计。整个过程通过原子变量CAS，保证操作的线程安全。
一个生产者
写数据
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个元素可以写入，则返回最大的序列号。这儿主要判断是否会覆盖未读的元素； 3. 若是返回的正确，则生产者开始写入元素。
多个生产者
多个生产者的情况下，会遇到"如何防止多个线程重复写同一个元素"的问题。Disruptor的解决方法是，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。只需要在分配元素的时候，通过CAS判断一下这段空间是否已经分配出去即可。
但是会遇到一个新问题：如何防止读取的时候，读到还未写的元素。Disruptor在多个生产者的情况下，引入了一个与Ring Buffer大小相同的buffer：available Buffer。当某个位置写入成功的时候，便把availble Buffer相应的位置置位，标记为写入成功。读取的时候，会遍历available Buffer，来判断元素是否已经就绪。
下面分读数据和写数据两种情况介绍。
读数据
生产者多线程写入的情况会复杂很多： 1. 申请读取到序号n； 2. 若writer cursor >= n，这时仍然无法确定连续可读的最大下标。从reader cursor开始读取available Buffer，一直查到第一个不可用的元素，然后返回最大连续可读元素的位置； 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相应位置写数据，写线程被分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。然后开始读取availableBuffer，从3开始，往后读取，发现下标为7的元素没有生产成功，于是WaitFor(11)返回6。
然后，消费者读取下标从3到6共计4个元素。
写数据
多个生产者写入的时候： 1. 申请写入m个元素； 2. 若是有m个元素可以写入，则返回最大的序列号。每个生产者会被分配一段独享的空间； 3. 生产者写入元素，写入元素的同时设置available Buffer里面相应的位置，以标记自己哪些位置是已经写入成功的。
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被分配了下标3到下表5的空间，Writer2被分配了下标6到下标9的空间。
Writer1写入下标3位置的元素，同时把available Buffer相应位置置位，标记已经写入成功，往后移一位，开始写下标4位置的元素。Writer2同样的方式。最终都写入完成。
防止不同生产者对同一段空间写入的代码，如下所示：
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;}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已经被其他生产者占据。假如已经被占据，该函数会返回失败，While循环重新执行，申请写入空间。
消费者的流程与生产者非常类似，这儿就不多描述了。
总结
Disruptor通过精巧的无锁设计实现了在高并发情形下的高性能。
感谢各位的阅读，以上就是"Disruptor的原理是什么"的内容了，经过本文的学习后，相信大家对Disruptor的原理是什么这一问题有了更深刻的体会，具体使用情况还需要大家实践验证。这里是，小编将为大家推送更多相关知识点的文章，欢迎关注！
