Disruptor - Ringbuffer

Ringbuffer 是 Disruptor 的核心部分,使用 Disruptor 一定會圍繞著 Ringbuffer,Producer 會往 Ringbuffer 塞資料,Consumer 會從 RingBuffer 消費資料,且必須要觀察 Ringbuffer 的使用狀況並視情況調整架構或是其大小。所以使用 Disruptor 必須要對 Ringbuffer 有一定的認知。


Ringbuffer 是一頭尾串接的環形陣列,資料一邊循序的存放,一邊循序的消耗。就像下面這樣:


存放在內部的資料都會有一個對應的編號,用 sequence % buffer size 就可以知道資料存放在陣列的哪個位置,但 Disruptor Ringbuffer 這邊是用 Sequence & (buffer size - 1) 的方式去做,以取得較佳的效能,但 buffer size 必須為 2 ^ n。


這邊簡單的做個測試…

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usingSystem;
usingSystem.Diagnostics;

namespaceConsoleApplication25 {
classProgram {
staticvoidMain(string[] args) {
varcounts = newint[] {
10,
100,
1000,
10000,
100000,
1000000,
10000000,
100000000,
1000000000
};

foreach(varcountincounts) {
Console.WriteLine("{0}count", count);
Console.WriteLine("10 % 2:{0}ms", DoTest(count, () => {
varvalue = 10 % 2;
}));

Console.WriteLine("10 & (2 - 1):{0}ms", DoTest(count, () => {
varvalue = 10 & (2 - 1);
}));
Console.WriteLine();
}
}

staticlongDoTest(intcount, Actionaction) {
varsw = Stopwatch.StartNew();
for (inti = 0; i < count; ++i) {
action();
}

returnsw.ElapsedMilliseconds;
}
}
}




可以看到這樣的設計的確有著較佳的效能,雖然不多,但是因為 Ringbuffer 使用頻繁,累積起來也很可觀。


除了演算法上改進帶來的效益外,Disrptor 的 Ringbuffer 之所以高效,是因為底層是用陣列下去實作,在記憶體中會被連續存放,有利於 CPU 的快取,不會頻繁的去主記憶體撈取資料。另外就是 Disruptor Ringbuffer 與其每個位置的元素都是預先配置記憶體的,整個運作過程不會再另行配置,只重複使用已經配置好的,不會讓 GC 忙於回收。