在电商秒杀场景中，短时间内会有大量用户提交订单请求。传统的阻塞队列无法有效应对高并发情况，导致性能瓶颈和用户体验下降。基于Disruptor环形队列替代传统阻塞队列，吞吐量提升10倍+，保障订单处理零丢失。
与传统阻塞队列对比
特征 | 传统阻塞队列 | Disruptor环形队列 |
锁机制 | 使用锁（如ReentrantLock） | 无锁算法（CAS） |
数据结构 | 链表或固定大小的数组 | 固定大小的环形数组 |
缓存利用 | 较差 | 较好 |
并发支持 | 一般并发 | 高并发 |
性能 | 适中，存在锁竞争和上下文切换 | 高性能，低延迟 |
适用场景 | 中小型应用，一般并发需求 | 高并发应用，对延迟敏感 |
Disruptor的核心特点
- 无锁算法：使用CAS（Compare and Swap）操作来更新状态，避免了传统锁机制带来的性能瓶颈。
- 环形数组：预先分配固定大小的内存空间，数据连续存储在内存中，提高了缓存利用率。
- 批量处理：生产者可以批量发布事件，减少对RingBuffer的操作次数。
- 等待策略：提供了多种等待策略（如BusySpinWaitStrategy、BlockingWaitStrategy等），可以根据应用场景选择合适的策略。
- 多消费者支持：支持多个消费者并行处理事件，提高整体处理能力。
优势
- 高性能：通过无锁算法和缓存优化，显著提高吞吐量和降低延迟。
- 低延迟：避免了锁竞争和上下文切换，适合实时性要求高的场景。
- 灵活性：支持多种等待策略和多消费者模式，适应不同的应用场景。
应用案例
Intel
- 公司：Intel
- 用途：在某些高性能计算项目中使用。
- 优势：利用Disruptor的高效特性来加速数据处理任务。
Uber
- 公司：Uber
- 用途：在某些高性能微服务架构中使用。
- 优势：提升了系统的稳定性和处理能力。
IBM
- 公司：IBM
- 用途：在一些高性能计算和大数据处理项目中使用。
- 优势：利用Disruptor的高效特性来加速数据处理任务。
LMAX Exchange
- 公司：LMAX Exchange
- 用途：最初由LMAX Exchange开发，用于其高频交易系统。
- 优势：实现了极低的延迟和高吞吐量，适用于金融市场的实时交易需求。
Goldman Sachs
- 公司：Goldman Sachs
- 用途：用于高频交易系统的消息传递。
- 优势：利用Disruptor的高性能特性来处理大量的市场数据和交易请求。
Bats Global Markets
- 公司：Bats Global Markets
- 用途：用于股票交易所的订单匹配引擎。
- 优势：提升了订单处理的速度和效率，降低了延迟。
CME Group
- 公司：CME Group
- 用途：用于期货交易平台。
- 优势：实现了更快的订单处理速度，提高了用户体验。
主要概念
- RingBuffer：固定大小的环形数组，用于存储事件。每个槽位对应一个事件对象。
- EventFactory：用于创建和初始化事件对象。
- Producer：负责将事件发布到RingBuffer。
- EventProcessor：包括WorkerPool和SequenceBarrier，负责从RingBuffer中获取事件并交给EventHandler处理。
- EventHandler：具体的事件处理器，实现业务逻辑。
- Sequence：记录当前读取或写入的位置，确保线程安全。
代码实操
<dependency>
<groupId>com.lmax</groupId>
<artifactId>disruptor</artifactId>
<version>3.4.4</version>
</dependency>DemoApplication.java
package com.example.demo;
import com.lmax.disruptor.*;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.scheduling.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
@SpringBootApplication
public class DemoApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
}
// 创建线程池用于处理Disruptor中的事件
@Bean
public ExecutorService executorService() {
return Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
}
// 创建OrderEvent工厂
@Bean
public OrderEventFactory orderEventFactory() {
return new OrderEventFactory();
}
// 配置RingBuffer
@Bean
public RingBuffer<OrderEvent> ringBuffer(OrderEventFactory factory, ExecutorService executorService) {
int bufferSize = 1024; // 必须是2的幂次方
WaitStrategy waitStrategy = new BlockingWaitStrategy(); // 其他策略也可以使用
EventProcessor eventProcessor = new WorkerPool<>(ringBuffer,
ringBuffer.newBarrier(),
(ex, sequence) -> ex.printStackTrace(),
new OrderEventHandler());
((WorkerPool<OrderEvent>) eventProcessor).start(executorService);
return ringBuffer;
}
// 配置任务执行器
@Bean
public ThreadPoolTaskExecutor taskExecutor() {
ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
executor.setCorePoolSize(10);
executor.setMaxPoolSize(20);
executor.setQueueCapacity(500);
executor.setThreadNamePrefix("Order-");
executor.initialize();
return executor;
}
}OrderController.java
package com.example.demo.controller;
import com.example.demo.model.OrderRequest;
import com.example.demo.service.OrderService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestBody;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
public class OrderController {
private final OrderService orderService;
@Autowired
public OrderController(OrderService orderService) {
this.orderService = orderService;
}
// 提交订单接口
@PostMapping("/order")
public String placeOrder(@RequestBody OrderRequest request) {
orderService.placeOrder(request);
return"Order placed successfully!";
}
}OrderEvent.java
package com.example.demo.disruptor;
public class OrderEvent {
private String orderId;
private Long userId;
public String getOrderId() {
return orderId;
}
public void setOrderId(String orderId) {
this.orderId = orderId;
}
public Long getUserId() {
return userId;
}
public void setUserId(Long userId) {
this.userId = userId;
}
}OrderEventFactory.java
package com.example.demo.disruptor;
import com.lmax.disruptor.EventFactory;
public class OrderEventFactory implements EventFactory<OrderEvent> {
@Override
public OrderEvent newInstance() {
return new OrderEvent();
}
}OrderEventHandler.java
package com.example.demo.disruptor;
import com.example.demo.repository.OrderRepository;
import com.lmax.disruptor.EventHandler;
public class OrderEventHandler implements EventHandler<OrderEvent> {
private final OrderRepository orderRepository;
public OrderEventHandler(OrderRepository orderRepository) {
this.orderRepository = orderRepository;
}
@Override
public void onEvent(OrderEvent event, long sequence, boolean endOfBatch) throws Exception {
// 处理订单事件
System.out.println("Processing order: " + event.getOrderId() + " for user: " + event.getUserId());
// 调用仓库方法保存订单
orderRepository.saveOrder(event.getOrderId(), event.getUserId());
}
}DisruptorConfig.java
package com.example.demo.disruptor;
import com.example.demo.repository.OrderRepository;
import com.lmax.disruptor.*;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
@Configuration
public class DisruptorConfig {
@Autowired
private OrderRepository orderRepository;
// 创建线程池用于处理Disruptor中的事件
@Bean
public ExecutorService executorService() {
return Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
}
// 创建OrderEvent工厂
@Bean
public OrderEventFactory orderEventFactory() {
return new OrderEventFactory();
}
// 配置RingBuffer
@Bean
public RingBuffer<OrderEvent> ringBuffer(OrderEventFactory factory, ExecutorService executorService) {
int bufferSize = 1024; // 必须是2的幂次方
WaitStrategy waitStrategy = new BlockingWaitStrategy(); // 其他策略也可以使用
EventProcessor eventProcessor = new WorkerPool<>(ringBuffer,
ringBuffer.newBarrier(),
(ex, sequence) -> ex.printStackTrace(),
new OrderEventHandler(orderRepository));
((WorkerPool<OrderEvent>) eventProcessor).start(executorService);
return ringBuffer;
}
}OrderRequest.java
package com.example.demo.model;
public class OrderRequest {
private String orderId;
private Long userId;
public String getOrderId() {
return orderId;
}
public void setOrderId(String orderId) {
this.orderId = orderId;
}
public Long getUserId() {
return userId;
}
public void setUserId(Long userId) {
this.userId = userId;
}
}OrderRepository.java
package com.example.demo.repository;
import org.springframework.stereotype.Repository;
@Repository
public class OrderRepository {
// 保存订单到数据库
public void saveOrder(String orderId, Long userId) {
System.out.println("Saving order: " + orderId + " for user: " + userId);
// 我懒得写了，本文目的不是测试DB。你们在日志看到打印的log，就自己补脑是保存到DB吧。
}
}OrderService.java
package com.example.demo.service;
import com.example.demo.disruptor.RingBuffer;
import com.example.demo.model.OrderRequest;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
@Service
public class OrderService {
private final RingBuffer<OrderEvent> ringBuffer;
@Autowired
public OrderService(RingBuffer<OrderEvent> ringBuffer) {
this.ringBuffer = ringBuffer;
}
// 将订单放入RingBuffer
public void placeOrder(OrderRequest request) {
long sequence = ringBuffer.next();
try {
OrderEvent event = ringBuffer.get(sequence);
event.setOrderId(request.getOrderId());
event.setUserId(request.getUserId());
} finally {
ringBuffer.publish(sequence);
}
}
}测试
curl -X POST http://localhost:8080/order \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"orderId": "ORD123", "userId": 1001}'Respons：
Order placed successfully!控制台日志输出：
Processing order: ORD123 for user: 1001
Saving order: ORD123 for user: 1001
