并发编程框架Disruptor实战 - 核心类RingBuffer

squencer 可简单理解为序号 waitStrategy 是一种策略等待

LMAX Disruptor，LMAX是一个新型的交易平台，号称能够单线程每秒处理数百万的订单 对高性能编程领域的一些传统观点，有点不对劲。这是一种更好、更快地在线程间共享数据的方法

从这个站点，你可以下载到一篇解释什么是Disruptor及它为什么如此高性能的文档

首先介绍ringbuffer。我对Disruptor的最初印象就是ringbuffer。但是后来我意识到尽管ringbuffer是整个模式（Disruptor）的核心，但是Disruptor对ringbuffer的访问控制策略才是真正的关键点所在。

1 是什么?

正如名字所说的一样，它是一个环（首尾相接的环），可用做在不同线程间传递数据的buffer

RingBuffer

RingBuffer拥有一个序号，这个序号指向数组中下一个可用的元素

数组结构

如下图图片表示序号，这个序号指向数组的索引4的位置

RingBufferInitial

随着不停地填充该buffer（可能也会有相应的读取），这个序号会一直增长，直到绕过这个环

要找到数组中当前序号指向的元素，可以通过mod操作

sequence mod array length = array index

以上面的RingBuffer为例（Java的mod语法）：12 % 10 = 2 简单吧!

上图中的RingBuffer只有10个槽完全是个意外 如果槽的个数是2的N次方更有利于基于二进制的计算机进行计算

2的N次方换成二进制就是1000，100，10，1这样的数字 sequence & （array length－1） = array index 比如一共有8槽，3 &（8 －1）= 3，HashMap就是用这个方式来定位数组元素的，这种方式比取模的速度更快

2 什么用呢

如果你看了维基百科里面的关于环形buffer的词条,RingBuffer实现方式，与其最大的区别在于：没有尾指针

只维护了一个指向下一个可用位置的序号 选择用环形buffer的最初原因就是想要提供可靠的消息传递,需要将已经被服务发送过的消息保存起来，这样当另外一个服务通过nak (拒绝应答信号)告诉我们没有成功收到消息时，我们能够重新发送给他们

咋看，环形buffer非常适合这个场景。它维护了一个指向尾部的序号，当收到nak(校对注：拒绝应答信号)请求，可以重发从那一点到当前序号之间的所有消息：

RingBufferReplay.png

ring buffer和常用的队列之间的区别是，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，不需要尾指针的原因 ringbuffer本身并不控制是否需要重叠,决定是否重叠是生产者-消费者行为模式的一部分

3 真的秀!

ringbuffer采用这种数据结构，是因为它在可靠消息传递方面有很好的性能 这就够了，不过它还有一些其他的优点。

• 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 因为只要一个元素被加载到缓存行，其他相邻的几个元素也会被加载进同一个缓存行
• 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） 意味着不需要花大量的时间用于GC,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