springboot~disruptor异步队列
Disruptor
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)。
Java内置队列的问题
介绍Disruptor之前,我们先来看一看常用的线程安全的内置队列有什么问题。Java的内置队列如下表所示。
队列的底层一般分成三种:数组、链表和堆。其中,堆一般情况下是为了实现带有优先级特性的队列,暂且不考虑。
从数组和链表两种数据结构来看,基于数组线程安全的队列,比较典型的是ArrayBlockingQueue,它主要通过加锁的方式来保证线程安全;基于链表的线程安全队列分成LinkedBlockingQueue和ConcurrentLinkedQueue两大类,前者也通过锁的方式来实现线程安全,而后者以及上面表格中的LinkedTransferQueue都是通过原子变量compare and swap(以下简称“CAS”)这种不加锁的方式来实现的。
但是对 volatile类型的变量进行 CAS 操作,存在伪共享问题,下面介绍一下
伪共享
CPU的缓存系统是以缓存行(cache line)为单位存储的,一般的大小为64bytes。在多线程程序的执行过程中,存在着一种情况,多个需要频繁修改的变量存在同一个缓存行当中。
假设:有两个线程分别访问并修改X和Y这两个变量,X和Y恰好在同一个缓存行上,这两个线程分别在不同的CPU上执行。那么每个CPU分别更新好X和Y时将缓存行刷入内存时,发现有别的修改了各自缓存行内的数据,这时缓存行会失效,从L3中重新获取。这样的话,程序执行效率明显下降。为了减少这种情况的发生,其实就是避免X和Y在同一个缓存行中,可以主动添加一些无关变量将缓存行填充满,比如在X对象中添加一些变量,让它有64 Byte那么大,正好占满一个缓存行。
伪共享问题 的解决方案
简单的说,就是 以空间换时间: 使用占位字节,将变量的所在的 缓冲行 塞满。
disruptor 无锁框架就是这么干的。
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