Disruptor
Disruptor
在了解Java交易撮合引擎时看到了Disruptor，印象中美团好像写过相关的文章，所以赶紧来学习一下，顺便重温一下计算机缓存相关的知识。
缓存行
Java：对于多维数组，Java实际上创建的是“数组的数组”。例如，一个二维数组其实是一个包含多个一维数组的数组。尽管每个一维数组内部的元素是连续存储的，但这些一维数组本身可能不是连续存储的。所以通过列遍历时，内存访问模式并不是连续的，无法利用cache line的特性，这会降低读取性能。
在多线程模式下，可能会出现伪共享的情况，即多个线程同时访问同一块内存，但是由于内存的布局原因，可能会导致一个线程读取到另一个线程所修改的数据。这种情况下，CPU会频繁地进行缓存一致性协议，导致性能下降。比如：某线程一次读取cache line的数据，修改了其中的一个数据，然后写回cache line，此时另一个线程读取到该cache line，由于数据被修改，因此需要重新从主存中读取数据，从而导致性能下降。
Java8+中提供了比较优雅的解决方案：
import sun.misc.Contended;
@Contended
public final static class ValuePadding {
protected volatile long value = 0L;
}Disruptor巧妙的设计
通过以下设计来解决队列速度慢的问题：
- 环形数组结构
为了避免垃圾回收，采用数组而非链表。同时，数组对处理器的缓存机制更加友好。
为什么数组比链表更友好？
- 内存连续性 & 缓存友好性
数组：
内存连续分配，CPU 缓存预取（Prefetching）更高效。
访问 array[i] 时，相邻元素（如 array[i+1]）可能已经在缓存行（Cache Line）中，减少 缓存未命中（Cache Miss）。
适合顺序访问（如遍历、批量计算）。
链表：
节点在内存中 非连续存储，每次访问 node.next 可能触发 缓存未命中。
每个 Node 对象额外存储 next 指针，占用更多内存，缓存利用率低。
- 垃圾回收（GC）开销
数组：
单块连续内存，GC 扫描更快（只需标记整个数组，而不是每个元素）。
如果存储基本类型（如 int[]、long[]），无对象头开销，减少内存占用。
链表：
每个 Node 是独立对象，GC 需要遍历所有节点，增加停顿时间（Stop-The-World）。
频繁增删节点会导致 内存碎片，进一步影响 GC 效率。
- 元素位置定位
数组长度2^n，通过位运算，加快定位的速度。下标采取递增的形式。不用担心index溢出的问题。index是long类型，即使100万QPS的处理速度，也需要30万年才能用完。
- 无锁设计
每个生产者或者消费者线程，会先申请可以操作的元素在数组中的位置，申请到之后，直接在该位置写入或者读取数据。