RingBuffer类是Disruptor核心的数据结构类。它是一个环状的Buffer,上面的槽(slot)可以保存一个个Event。下面是Disruptor中RingBuffer类继承关系:
除了实现之前提到过的Sequenced和Cursored接口,这里还涉及到了DataProvider这个接口。
public interface DataProvider
{
T get(long sequence);
}
它只有一个方法get,这个方法就是获取某个sequence对应的对象,对象类型在这里是抽象的(T)。这个方法对于RingBuffer会在两个地方调用,第一个是在生产时,这个Event对象需要被生产者获取往里面填充数据。第二个是在消费时,获取这个Event对象用于消费。 EventSequencer接口没有自己的方法,只是为了将Sequencer和DataProvider合起来。 EventSink代表RingBuffer是一个以Event槽为基础的数据结构。同时实现EventSequencer和EventSink代表RingBuffer是一个以Event槽为基础元素保存的数据结构。 EventSink接口的主要方法都是发布Event,发布一个Event的流程是:申请下一个Sequence->申请成功则获取对应槽的Event->初始化并填充对应槽的Event->发布Event。这里,初始化,填充Event是通过实现EventTranslator,EventTranslatorOneArg,EventTranslatorTwoArg,EventTranslatorThreeArg,EventTranslatorVararg这些EventTranslator来做的。我们看下EventTranslator,EventTranslatorOneArg和EventTranslatorVararg的源码:
public interface EventTranslator<T>
{
/**
* Translate a data representation into fields set in given event
*
* @param event into which the data should be translated.
* @param sequence that is assigned to event.
*/
void translateTo(final T event, long sequence);
}
public interface EventTranslatorOneArg<T, A>
{
/**
* Translate a data representation into fields set in given event
*
* @param event into which the data should be translated.
* @param sequence that is assigned to event.
* @param arg0 The first user specified argument to the translator
*/
void translateTo(final T event, long sequence, final A arg0);
}
public interface EventTranslatorVararg<T>
{
/**
* Translate a data representation into fields set in given event
*
* @param event into which the data should be translated.
* @param sequence that is assigned to event.
* @param args The array of user arguments.
*/
void translateTo(final T event, long sequence, final Object... args);
}
他们由生产者用户实现,将Event初始化并填充。在发布一条Event的时候,这些Translator的translate方法会被调用。在translate方法初始化并填充Event。对于EventTranslator,translate方法只接受Event和Sequence作为参数,对于其他的,都还会接受一个或多个参数用来初始化并填充Event。 EventSink接口是用来发布Event的,在发布的同时,调用绑定的Translator来初始化并填充Event。EventSink接口的大部分方法接受不同的Translator来处理Event:
public interface EventSink<E> {
/**
* 申请下一个Sequence->申请成功则获取对应槽的Event->利用translator初始化并填充对应槽的Event->发布Event
* @param translator translator用户实现,用于初始化Event,这里是不带参数Translator
*/
void publishEvent(EventTranslator translator);
/**
* 尝试申请下一个Sequence->申请成功则获取对应槽的Event->利用translator初始化并填充对应槽的Event->发布Event
* 若空间不足,则立即失败返回
* @param translator translator用户实现,用于初始化Event,这里是不带参数Translator
* @return 成功true,失败false
*/
boolean tryPublishEvent(EventTranslator translator);
void publishEvent(EventTranslatorOneArg translator, A arg0);
boolean tryPublishEvent(EventTranslatorOneArg translator, A arg0);
void publishEvent(EventTranslatorTwoArg translator, A arg0, B arg1);
boolean tryPublishEvent(EventTranslatorTwoArg translator, A arg0, B arg1);
void publishEvent(EventTranslatorThreeArg translator, A arg0, B arg1, C arg2);
boolean tryPublishEvent(EventTranslatorThreeArg translator, A arg0, B arg1, C arg2);
void publishEvent(EventTranslatorVararg translator, Object... args);
boolean tryPublishEvent(EventTranslatorVararg translator, Object... args);
/**
* 包括申请多个Sequence->申请成功则获取对应槽的Event->利用每个translator初始化并填充每个对应槽的Event->发布Event
* @param translators
*/
void publishEvents(EventTranslator[] translators);
void publishEvents(EventTranslator[] translators, int batchStartsAt, int batchSize);
boolean tryPublishEvents(EventTranslator[] translators);
boolean tryPublishEvents(EventTranslator[] translators, int batchStartsAt, int batchSize);
void publishEvents(EventTranslatorOneArg translator, A[] arg0);
void publishEvents(EventTranslatorOneArg translator, int batchStartsAt, int batchSize, A[] arg0);
boolean tryPublishEvents(EventTranslatorOneArg translator, A[] arg0);
boolean tryPublishEvents(EventTranslatorOneArg translator, int batchStartsAt, int batchSize, A[] arg0);
void publishEvents(EventTranslatorTwoArg translator, A[] arg0, B[] arg1);
void publishEvents(
EventTranslatorTwoArg translator, int batchStartsAt, int batchSize, A[] arg0,
B[] arg1);
boolean tryPublishEvents(EventTranslatorTwoArg translator, A[] arg0, B[] arg1);
boolean tryPublishEvents(
EventTranslatorTwoArg translator, int batchStartsAt, int batchSize,
A[] arg0, B[] arg1);
void publishEvents(EventTranslatorThreeArg translator, A[] arg0, B[] arg1, C[] arg2);
void publishEvents(
EventTranslatorThreeArg translator, int batchStartsAt, int batchSize,
A[] arg0, B[] arg1, C[] arg2);
boolean tryPublishEvents(EventTranslatorThreeArg translator, A[] arg0, B[] arg1, C[] arg2);
boolean tryPublishEvents(
EventTranslatorThreeArg translator, int batchStartsAt,
int batchSize, A[] arg0, B[] arg1, C[] arg2);
void publishEvents(EventTranslatorVararg translator, Object[]... args);
void publishEvents(EventTranslatorVararg translator, int batchStartsAt, int batchSize, Object[]... args);
boolean tryPublishEvents(EventTranslatorVararg translator, Object[]... args);
boolean tryPublishEvents(EventTranslatorVararg translator, int batchStartsAt, int batchSize, Object[]... args);
}
接下来到我们的主要环节,RingBuffer类。与之前相似,RingBuffer也是做了缓冲行填充。
RingBuffer类中保存了整个RingBuffer每个槽(entry或者slot)的Event对象,对应的field是private final Object[] entries;
,这些对象只在RingBuffer初始化时被建立,之后就是修改这些对象(初始化Event和填充Event),并不会重新建立新的对象。RingBuffer可以有多生产者和消费者,所以这个entries会被多线程访问频繁的,但不会修改(因为不会重新建立新的对象,这个数组保存的是对对象的具体引用,所以不会变)。但是我们要避免他们和被修改的对象读取到同一个缓存行,避免缓存行失效重新读取。
我们看源代码:
注释中提到对于entries数组的缓存行填充,申请的数组大小为实际需要大小加上2 * BUFFER_PAD,所占空间就是2*128字节。由于数组中的元素经常访问,所以将数组中的实际元素两边各加上128字节的padding防止false sharing。
所以,初始化RingBuffer内所有对象时,从下标BUFFER_PAD开始,到BUFFER_PAD+bufferSize-1为止。取出某一sequence的对象,也是BUFFER_PAD开始算0,这里的:return (E) UNSAFE.getObject(entries, REF_ARRAY_BASE + ((sequence & indexMask) << REF_ELEMENT_SHIFT));
代表取出entries对象,地址为REF_ARRAY_BASE + ((sequence & indexMask) << REF_ELEMENT_SHIFT)的对象。这里是个对象引用,地址是以REF_ARRAY_BASE 为基址(数组基址+数组头+引用偏移),每个引用占用2^REF_ELEMENT_SHIFT个字节,sequence 对bufferSize取模乘以2^REF_ELEMENT_SHIFT。
接下来看可以供用户调用的具体的构造方法,RingBuffer在Disruptor包外部不能直接调用其构造方法,用户只能用静态方法创建:
用户组装一个RingBuffer需要如下元素:实现EventFactory的Event的工厂,实现Sequencer的生产者,等待策略waitStrategy还有bufferSize。 接下来里面方法的实现都比较简单,这里不再赘述