disruptor 高并发编程 简介demo

原文地址：http://www.cnblogs.com/qiaoyihang/p/6479994.html　　

　　disruptor适用于大规模低延迟的并发场景。可用于读写操作分离、数据缓存，速度匹配（因为其实现了生产者-消费者模型）、或者是基于内存的事件流处理机制的场景。

　　disruptor的主要设计思想是无锁的高并发，特别适用于对时间高度敏感的多线程应用。如果app对时间不敏感完全可以不用disruptor 而只用array blocking queue，在设计上采用内存屏障的机制和CAS操作实现此思想。主流的并发程序 
　　都离不开锁对资源的管控，或者尽量避开锁的使用。 
  其主要的实现原理总结有如下三点，当然还有很多地方设计得很巧妙，需要细细阅读源码和官方文档。虽然这个 过程对我来说很尴尬，但痛并快乐者，有朝闻道、夕可死也的感觉。 
　　1.采用消费者-生产者模型进行读写的分离。 
　　2.用循环缓存（实际是一个循环队列）实现了数据的暂存和读写速度的匹配。 
　　3.用内存屏障加序列号的方式实现了无锁的并发机制。

在插一下cas机制

CAS，又称Compare-and-Swap，代表一种原子操作

一， 为每一个Node在Set的时候分配一个cas值，（本质是版本号，返回的Node和存储Node的cas值一样，每次要更新这个Node时要检查cas的值是否与取出来时一致）

二， 只有在Update一个key的value时才会造成多线程冲突，只是Set/Get是不会的，单线程也不会并发问题。

三， 如何维护每个线程/进程的cas的值：

增加步进的概念：cas每次自增每个线程都不一样，这样的话，每个线程有一个确定的变量，如果是由其它线程修改的一定与本线程的cas不一样

1， 每个线程/进程有一个初始化的index，如果有10个进程就是编号为0 ~9

2， 每次cas值增加都是按进程数来加，step[0] += 10，这样能保证每个进程的cas都不会一样

3，缺点是需要额外的初始化

cas 使用场景：

线程T1对key1、线程T2对Key1并发Get更新了Value值后想Set回去，可能会出现后一个操作覆盖前一个操作值，而且这个值是涉及到事务性的。正确是应该是T1 Set完后，T2才能取，串行化操作。

CAS就是解决这个问题，如果发现cas值不一样了，就会Set失败，需要重取再设置，假定某时刻T1 的cas值为20，T2 的cas值为21。如果没有步进时，T1处理后cas值为21，T2再处理就认为没有改变过。

disruptor的主要编程部件 
　　　1.Disruptor:用于控制整个消费者-生产者模型的处理器 
　　　2.RingBuffer:用于存放数据 
　　　3.EventHandler:一个用于处理事件的接口（可以当做生产者，也可以当做消费者）。 
　　　4.EventFactory:事件工厂类。 
　　　5.WaitStrategy:用于实现事件处理等待RingBuffer游标策略的接口。 
　　　6.SequeueBarrier:队列屏障，用于处理访问RingBuffer的序列。 
　　　7.用于运行disruptor的线程或者线程池。

　－disruptor编程主要的编程流程 
　　　1.定义事件 
　　　2.定义事件工厂 
　　　3.定义事件处理类 
　　　4.定义事件处理的线程或者线程池 
　　　5.指定等待策略 
　　　6.通过disruptor处理器组装生产者和消费者 
　　　7.发布事件 
　　　8.关闭disruptor业务逻辑处理器

disruptor实现无锁高并发，主要采用的消费者-生产者模型。所以编程的实践场景如下 
　　　1.一个生产者—一个消费者的场景 
　　　2.一个生产者—多个消费者的场景 
　　　3.多个生产者—一个消费者的场景 
　　　4.多个生产者—多个消费者的场景

记录一下自己写的demo，模拟三个消费者消费一个生产者的数据，最后等待所有线程都执行完毕才进行下一步操作：

//首先定义一个事件
public class MyEvent {
    private String name;
    private CountDownLatch countDownLatch;

    public CountDownLatch getCountDownLatch() {
        return countDownLatch;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void setCountDownLatch(CountDownLatch countDownLatch) {
        this.countDownLatch = countDownLatch;
    }

    public void setMyEvent(MyEvent myEvent){
        name = myEvent.name;
        countDownLatch = myEvent.countDownLatch;
    }

}

//生产数据的工厂
public class MyEventFactory implements EventFactory<MyEvent> {

    @Override
    public MyEvent newInstance() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return new MyEvent();
    }

}

//数据构造
public class MyEventProduce implements Runnable {
    private final int SIZE = 3;
    private CountDownLatch countDownLatch;
    private Disruptor<MyEvent> disruptor;

    public MyEventProduce() {
        countDownLatch = new CountDownLatch(SIZE);
    }

    public MyEventProduce setDisruptor(Disruptor<MyEvent> disruptor) {
        this.disruptor = disruptor;
        return this;
    }

    public CountDownLatch getCountDownLatch() {
        return countDownLatch;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= SIZE; i++) {
            MyEvent event = new MyEvent();
            event.setName("name--" + i);
            event.setCountDownLatch(countDownLatch);
            disruptor.publishEvent(new MyEventTranslator(event));
        }
    }

}

public class MyEventTranslator implements EventTranslator<MyEvent> {
    private MyEvent myEvent;

    public MyEventTranslator(MyEvent myEvent) {
        this.myEvent = myEvent;
    }

    @Override
    public void translateTo(MyEvent event, long sequence) {
        event.setMyEvent(myEvent);
    }

}

//第一个消费者
public class Handler1 implements EventHandler<MyEvent>, WorkHandler<MyEvent> {
    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(Handler1.class);

    @Override
    public void onEvent(MyEvent event) throws Exception {
        log.debug(event.getName() + "====Handler1 。。。。");
//        throw new RuntimeException("测试异常");
    }

    @Override
    public void onEvent(MyEvent event, long sequence, boolean endOfBatch)
            throws Exception {
        System.out.println("not go");
        onEvent(event);
    }

}

//第二个消费者
public class Handler11 implements EventHandler<MyEvent>, WorkHandler<MyEvent> {
    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(Handler11.class);

    @Override
    public void onEvent(MyEvent event) throws Exception {
        log.debug(event.getName() + "====Handler11 。。。。。");
    }

    @Override
    public void onEvent(MyEvent event, long sequence, boolean endOfBatch)
            throws Exception {
        onEvent(event);
    }

}

//第三个消费者
public class Handler2 implements EventHandler<MyEvent>, WorkHandler<MyEvent> {
    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(Handler2.class);

    @Override
    public void onEvent(MyEvent event) throws Exception {
        log.debug(event.getName() + "====Handler2........");
        event.getCountDownLatch().countDown();
    }

    @Override
    public void onEvent(MyEvent event, long sequence, boolean endOfBatch)
            throws Exception {
        onEvent(event);
    }

}

//异常处理事件类
public class MyHandlerException implements ExceptionHandler {

    /*
     * (non-Javadoc)
     *
     * @see
     * com.lmax.disruptor.ExceptionHandler#handleEventException(java.lang.Throwable
     * , long, java.lang.Object)
     */
    @Override
    public void handleEventException(Throwable ex, long sequence, Object event) {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("MyHandlerException handleEventException...");
    }

    /*
     * (non-Javadoc)
     *
     * @see
     * com.lmax.disruptor.ExceptionHandler#handleOnStartException(java.lang.
     * Throwable)
     */
    @Override
    public void handleOnStartException(Throwable ex) {
        System.out.println("MyHandlerException handleOnStartException...");
    }

    /*
     * (non-Javadoc)
     *
     * @see
     * com.lmax.disruptor.ExceptionHandler#handleOnShutdownException(java.lang
     * .Throwable)
     */
    @Override
    public void handleOnShutdownException(Throwable ex) {
        System.out.println("MyHandlerException handleOnShutdownException...");
    }

}

//单元测试类
public class TestDisruptor {
    private static final Logger log = LoggerFactory
            .getLogger(TestDisruptor.class);

    @Test
    public void myTest() throws Exception {
        Disruptor<MyEvent> disruptor = new Disruptor<>(new MyEventFactory(),
                1024, Exector.newInstance().getExecutorService(),
                ProducerType.SINGLE, new YieldingWaitStrategy());

        disruptor.handleExceptionsWith(new MyHandlerException());
        disruptor.handleEventsWithWorkerPool(new Handler1())
                .thenHandleEventsWithWorkerPool(new Handler11())
                .thenHandleEventsWithWorkerPool(new Handler2());

        disruptor.start();

        MyEventProduce ep = new MyEventProduce().setDisruptor(disruptor);
        CountDownLatch countDownLatch = ep.getCountDownLatch();
        Exector.newInstance().getExecutorService().submit(ep);
        countDownLatch.await();
        disruptor.shutdown();

        log.debug("运行完毕");
    }

    public void testJDBC() throws Exception {

        Connection connection = DriverManager.getConnection("", "", "");

    }
}

文章借鉴：http://blog.csdn.net/jeffsmish/article/details/53572043

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