# Disruptor(無鎖并發框架)-發布 假如你生活在另外一個星球，我們最近開源了一套高性能的基于消息傳遞的開源框架。 下面我給大家介紹一下如何將消息通過Ring buffer在無鎖的情況下進行處理。 在深入介紹之前，可以先快速閱讀一下Trish發表的文章，該文章介紹了ring buffer和其工作原理。 ### 這篇文章的要點如下： 1. ring buffer是由一個大數組組成的。 2. 所有ring buffer的“指針”（也稱為序列或游標）是java long類型的（64位有符號數），指針采用往上計數自增的方式。（不用擔心越界，即使每秒1,000,000條消息，也要消耗300,000年才可以用完）。 3. 對ring buffer中的指針進行按ring buffer的size取模找出數組的下標來定位入口（類似于HashMap的entry）。為了提高性能，我們通常將ring buffer的size大小設置成實際使用的2倍。 這樣我們可以通過位運算(bit-mask )的方式計算出數組的下標。 ### Ring buffer的基礎結構 注意：和代碼中的實際實現，我這里描述的內容是進行了簡化和抽象的。從概念上講，我認為更加方面理解。 ring buffer維護兩個指針，“next”和“cursor”。  在上面的圖示里，是一個size為7的ring buffer（你應該知道這個手工繪制的圖示的原理），從0-2的坐標位置是填充了數據的。 “next”指針指向第一個未填充數據的區塊。“cursor”指針指向最后一個填充了數據的區塊。在一個空閑的ring bufer中，它們是彼此緊鄰的，如上圖所示。 ### 填充數據（Claiming a slot，獲取區塊） Disruptor API 提供了事務操作的支持。當從ring buffer獲取到區塊，先是往區塊中寫入數據，然后再進行提交的操作。 假設有一個線程負責將字母“D”寫進ring buffer中。將會從ring buffer中獲取一個區塊（slot）,這個操作是一個基于CAS的“get-and-increment”操作，將“next”指針進行自增。這樣，當前線程（我們可以叫做線程D）進行了get-and-increment操作后， 指向了位置4，然后返回3。這樣，線程D就獲得了位置3的操作權限。  接著，另一個線程E做類似以上的操作。  ### 提交寫入 以上，線程D和線程E都可以同時線程安全的往各自負責的區塊（或位置，slots）寫入數據。但是，我們可以討論一下線程E先完成任務的場景… 線程E嘗試提交寫入數據。在一個繁忙的循環中有若干的CAS提交操作。線程E持有位置4，它將會做一個CAS的waiting操作，直到 “cursor”變成3，然后將“cursor”變成4。 再次強調，這是一個原子性的操作。因此，現在的ring buffer中，“cursor”現在是2，線程E將會進入長期等待并重試操作，直到 “cursor”變成3。 然后，線程D開始提交。線程E用CAS操作將“cursor”設置為3（線程E持有的區塊位置）當且僅當“cursor”位置是2.“cursor”當前是2，所以CAS操作成功和提交也成功了。 這時候，“cursor”已經更新成3，然后所有和3相關的數據變成可讀。 這是一個關鍵點。知道ring buffer填充了多少 – 即寫了多少數據，那一個序列數寫入最高等等，是游標的一些簡單的功能。“next”指針是為了保證寫入的事務特性。  最后的疑惑是線程E的寫入可見，線程E一直重試，嘗試將“cursor”從3更新成4，經過線程D操作后已經更新成3，那么下一次重試就可以成功了。  ### 總結 寫入數據可見的先后順序是由線程所搶占的位置的先后順序決定的，而不是由它的提交先后決定的。但你可以想象這些線程從網絡層中獲取消息，這是和消息按照時間到達的先后順序是沒什么不同的，而兩個線程競爭獲取一個不同循序的位置。 因此，這是一個簡單而優雅的算法，寫操作是原子的，事務性和無鎖，即使有多個寫入線程。