Spring Boot + Disruptor 实现消息队列，告诉你什么叫快、什么叫高效！ ...

01、背景

工作中遇到项目使用Disruptor做消息队列,对你没看错,不是Kafka,也不是rabbitmq;Disruptor有个最大的优点就是快,还有一点它是开源的哦,下面做个简单的记录.
02、Disruptor介绍

• Disruptor 是英国外汇交易公司LMAX开发的一个高性能队列，研发的初衷是解决内存队列的延迟问题（在性能测试中发现竟然与I/O操作处于同样的数量级）。基于 Disruptor 开发的系统单线程能支撑每秒 600 万订单，2010 年在 QCon 演讲后，获得了业界关注。
  
• Disruptor是一个开源的Java框架，它被设计用于在生产者—消费者（producer-consumer problem，简称PCP）问题上获得尽量高的吞吐量（TPS）和尽量低的延迟。
  
• 从功能上来看，Disruptor 是实现了“队列”的功能，而且是一个有界队列。那么它的应用场景自然就是“生产者-消费者”模型的应用场合了。
  
• Disruptor是LMAX在线交易平台的关键组成部分，LMAX平台使用该框架对订单处理速度能达到600万TPS，除金融领域之外，其他一般的应用中都可以用到Disruptor，它可以带来显著的性能提升。
  
• 其实Disruptor与其说是一个框架，不如说是一种设计思路，这个设计思路对于存在“并发、缓冲区、生产者—消费者模型、事务处理”这些元素的程序来说，Disruptor提出了一种大幅提升性能（TPS）的方案。
  
• Disruptor的github主页：https://github.com/LMAX-Exchange/disruptor
  

03、Disruptor 的核心概念

先从了解 Disruptor 的核心概念开始，来了解它是如何运作的。下面介绍的概念模型，既是领域对象，也是映射到代码实现上的核心对象。
04、Ring Buffer

如其名，环形的缓冲区。曾经 RingBuffer 是 Disruptor 中的最主要的对象，但从3.0版本开始，其职责被简化为仅仅负责对通过 Disruptor 进行交换的数据（事件）进行存储和更新。在一些更高级的应用场景中，Ring Buffer 可以由用户的自定义实现来完全替代。
05、Sequence Disruptor

通过顺序递增的序号来编号管理通过其进行交换的数据（事件），对数据(事件)的处理过程总是沿着序号逐个递增处理。一个 Sequence 用于跟踪标识某个特定的事件处理者( RingBuffer/Consumer )的处理进度。
虽然一个 AtomicLong 也可以用于标识进度，但定义 Sequence 来负责该问题还有另一个目的，那就是防止不同的 Sequence 之间的CPU缓存伪共享(Flase Sharing)问题。（注：这是 Disruptor 实现高性能的关键点之一，网上关于伪共享问题的介绍已经汗牛充栋，在此不再赘述）。
06、Sequencer

Sequencer 是 Disruptor 的真正核心。此接口有两个实现类 SingleProducerSequencer、MultiProducerSequencer ，它们定义在生产者和消费者之间快速、正确地传递数据的并发算法。
07、Sequence Barrier

用于保持对RingBuffer的 main published Sequence 和Consumer依赖的其它Consumer的 Sequence 的引用。Sequence Barrier 还定义了决定 Consumer 是否还有可处理的事件的逻辑。
08、Wait Strategy

定义 Consumer 如何进行等待下一个事件的策略。（注：Disruptor 定义了多种不同的策略，针对不同的场景，提供了不一样的性能表现）
09、Event

在 Disruptor 的语义中，生产者和消费者之间进行交换的数据被称为事件(Event)。它不是一个被 Disruptor 定义的特定类型，而是由 Disruptor 的使用者定义并指定。
10、EventProcessor

EventProcessor 持有特定消费者(Consumer)的 Sequence，并提供用于调用事件处理实现的事件循环(Event Loop)。
11、EventHandler

Disruptor 定义的事件处理接口，由用户实现，用于处理事件，是 Consumer 的真正实现。
12、Producer

即生产者，只是泛指调用 Disruptor 发布事件的用户代码，Disruptor 没有定义特定接口或类型。

13、案例-demo

推荐一个 Spring Boot 基础教程及实战示例：https://github.com/javastacks/spring-boot-best-practice
通过下面8个步骤,你就能将Disruptor Get回家啦：
1、添加pom.xml依赖

1. <dependency>
2.     <groupId>com.lmax</groupId>
3.     <artifactId>disruptor</artifactId>
4.     <version>3.3.4</version>
5. </dependency>

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2、消息体Model

1. /**
2. * 消息体
3. */
4. @Data
5. public class MessageModel {
6.     private String message;
7. }

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3、构造EventFactory

1. public class HelloEventFactory implements EventFactory<MessageModel> {
2.     @Override
3.     public MessageModel newInstance() {
4.         return new MessageModel();
5.     }
6. }

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4、构造EventHandler-消费者

1. @Slf4j
2. public class HelloEventHandler implements EventHandler<MessageModel> {
3.     @Override
4.     public void onEvent(MessageModel event, long sequence, boolean endOfBatch) {
5.         try {
6.             //这里停止1000ms是为了确定消费消息是异步的
7.             Thread.sleep(1000);
8.             log.info("消费者处理消息开始");
9.             if (event != null) {
10.                 log.info("消费者消费的信息是：{}",event);
11.             }
12.         } catch (Exception e) {
13.             log.info("消费者处理消息失败");
14.         }
15.         log.info("消费者处理消息结束");
16.     }
17. }

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5、构造BeanManager

1. /**
2. * 获取实例化对象
3. */
4. @Component
5. public class BeanManager implements ApplicationContextAware {
7.     private static ApplicationContext applicationContext = null;
9.     @Override
10.     public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
11.         this.applicationContext = applicationContext;
12.     }
14.     public static ApplicationContext getApplicationContext() { return applicationContext; }
16.     public static Object getBean(String name) {
17.         return applicationContext.getBean(name);
18.     }
20.     public static <T> T getBean(Class<T> clazz) {
21.         return applicationContext.getBean(clazz);
22.     }
23. }

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6、构造MQManager

1. @Configuration
2. public class MQManager {
4.     @Bean("messageModel")
5.     public RingBuffer<MessageModel> messageModelRingBuffer() {
6.         //定义用于事件处理的线程池， Disruptor通过java.util.concurrent.ExecutorSerivce提供的线程来触发consumer的事件处理
7.         ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);
9.         //指定事件工厂
10.         HelloEventFactory factory = new HelloEventFactory();
12.         //指定ringbuffer字节大小，必须为2的N次方（能将求模运算转为位运算提高效率），否则将影响效率
13.         int bufferSize = 1024 * 256;
15.         //单线程模式，获取额外的性能
16.         Disruptor<MessageModel> disruptor = new Disruptor<>(factory, bufferSize, executor,
17.                 ProducerType.SINGLE, new BlockingWaitStrategy());
19.         //设置事件业务处理器---消费者
20.         disruptor.handleEventsWith(new HelloEventHandler());
22.         // 启动disruptor线程
23.         disruptor.start();
25.         //获取ringbuffer环，用于接取生产者生产的事件
26.         RingBuffer<MessageModel> ringBuffer = disruptor.getRingBuffer();
28.         return ringBuffer;
29.     }

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7、构造Mqservice和实现类-生产者

1. public interface DisruptorMqService {
3.     /**
4.      * 消息
5.      * @param message
6.      */
7.     void sayHelloMq(String message);
8. }
10. @Slf4j
11. @Component
12. @Service
13. public class DisruptorMqServiceImpl implements DisruptorMqService {
15.     @Autowired
16.     private RingBuffer<MessageModel> messageModelRingBuffer;
18.     @Override
19.     public void sayHelloMq(String message) {
20.         log.info("record the message: {}",message);
21.         //获取下一个Event槽的下标
22.         long sequence = messageModelRingBuffer.next();
23.         try {
24.             //给Event填充数据
25.             MessageModel event = messageModelRingBuffer.get(sequence);
26.             event.setMessage(message);
27.             log.info("往消息队列中添加消息：{}", event);
28.         } catch (Exception e) {
29.             log.error("failed to add event to messageModelRingBuffer for : e = {},{}",e,e.getMessage());
30.         } finally {
31.             //发布Event，激活观察者去消费，将sequence传递给改消费者
32.             //注意最后的publish方法必须放在finally中以确保必须得到调用；如果某个请求的sequence未被提交将会堵塞后续的发布操作或者其他的producer
33.             messageModelRingBuffer.publish(sequence);
34.         }
35.     }
36. }

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8、构造测试类及方法
Spring Boot 基础就不介绍了，推荐下这个实战教程：
https://github.com/javastacks/spring-boot-best-practice

1. @Slf4j
2. @RunWith(SpringRunner.class)
3. @SpringBootTest(classes = DemoApplication.class)
4. public class DemoApplicationTests {
6.     @Autowired
7.     private DisruptorMqService disruptorMqService;
8.     /**
9.      * 项目内部使用Disruptor做消息队列
10.      * @throws Exception
11.      */
12.     @Test
13.     public void sayHelloMqTest() throws Exception{
14.         disruptorMqService.sayHelloMq("消息到了，Hello world!");
15.         log.info("消息队列已发送完毕");
16.         //这里停止2000ms是为了确定是处理消息是异步的
17.         Thread.sleep(2000);
18.     }
19. }

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测试运行结果

1. 2020-04-05 14:31:18.543  INFO 7274 --- [           main] c.e.u.d.d.s.Impl.DisruptorMqServiceImpl  : record the message: 消息到了，Hello world!
2. 2020-04-05 14:31:18.545  INFO 7274 --- [           main] c.e.u.d.d.s.Impl.DisruptorMqServiceImpl  : 往消息队列中添加消息：MessageModel(message=消息到了，Hello world!)
3. 2020-04-05 14:31:18.545  INFO 7274 --- [           main] c.e.utils.demo.DemoApplicationTests      : 消息队列已发送完毕
4. 2020-04-05 14:31:19.547  INFO 7274 --- [pool-1-thread-1] c.e.u.d.disrupMq.mq.HelloEventHandler    : 消费者处理消息开始
5. 2020-04-05 14:31:19.547  INFO 7274 --- [pool-1-thread-1] c.e.u.d.disrupMq.mq.HelloEventHandler    : 消费者消费的信息是：MessageModel(message=消息到了，Hello world!)
6. 2020-04-05 14:31:19.547  INFO 7274 --- [pool-1-thread-1] c.e.u.d.disrupMq.mq.HelloEventHandler    : 消费者处理消息结束

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14、总结

其实 生成者 -> 消费者 模式是很常见的，通过一些消息队列也可以轻松做到上述的效果。不同的地方在于，Disruptor 是在内存中以队列的方式去实现的，而且是无锁的。
这也是 Disruptor 为什么高效的原因。

版权声明：本文为CSDN博主「不二天次」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。原文链接：https://blog.csdn.net/buertianci/article/details/105327031

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