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JCTools 簡介

JCTools

早在96年就有論文提出了無鎖隊列的概念,再到後來 Disruptor,高性能已得到生産的驗證。此處介紹的 Jctools 中的高性能隊列,其性能絲毫不輸于 Disruptor。

JCTools (Java Concurrency Tools) 提供了一系列非阻塞并發資料結構(标準 Java 中缺失的),當存線上程争搶的時候,非阻塞并發資料結構比阻塞并發資料結構能提供更好的性能。

JCTools 是一個開源工具包,在 Apache License 2.0 下釋出,并在 Netty、Rxjava 等諸多架構中被廣泛使用。

JCTools 的開源 Github 倉庫:https://github.com/JCTools/JCTools

在 Maven 中引入 JCtools jar 包就能使用 JCTools 了:

<dependency>
            <groupId>org.jctools</groupId>
            <artifactId>jctools-core</artifactId>
            <version>3.0.0</version>
        </dependency>
           

JCTools 中主要提供了 Map 以及 Queue 的非阻塞并發資料結構:

非阻塞 Map

  • ConcurrentAutoTable(後面幾個map/set結構的基礎)
  • NonBlockingHashMap
  • NonBlockingHashMapLong
  • NonBlockingHashSet
  • NonBlockingIdentityHashMap
  • NonBlockingSetInt

NonBlockingHashMap 是對 ConcurrentHashMap 的增強,對多 CPU 的支援以及高并發更新提供更好的性能。

NonBlockingHashMapLong 是 key 為 Long 型的 NonBlockingHashMap。

NonBlockingHashSet 是對 NonBlockingHashMap 的簡單包裝以支援 set 的接口。

NonBlockingIdentityHashMap 是從 NonBlockingHashMap 改造來的,使用 System.identityHashCode() 來計算哈希。

NonBlockingSetInt 是一個使用 CAS 的簡單的 bit-vector。

非阻塞 Queue

JCTools 提供的非阻塞隊列分為 4 類,可以根據不同的應用場景選擇使用:

  • SPSC-單一生産者單一消費者(有界和無界)
  • MPSC-多生産者單一消費者(有界和無界)
  • SPMC-單生産者多消費者(有界)
  • MPMC-多生産者多消費者(有界)

“生産者”和“消費者”是指“生産線程”和“消費線程”。

// spsc-有界/無界隊列
        Queue<String> spscArrayQueue = new SpscArrayQueue(16);
        Queue<String> spscUnboundedArrayQueue = new SpscUnboundedArrayQueue(2);
        // spmc-有界隊列
        Queue<String> spmcArrayQueue = new SpmcArrayQueue<>(16);
        // mpsc-有界/無界隊列
        Queue<String> mpscArrayQueue = new MpscArrayQueue<>(16);
        Queue<String> mpscChunkedArrayQueue = new MpscChunkedArrayQueue<>(1024, 8 * 1024);
        Queue<String> mpscUnboundedArrayQueue = new MpscUnboundedArrayQueue<>(2);
        // mpmc-有界隊列
        Queue<String> mpmcArrayQueue = new MpmcArrayQueue<>(16);
           

參考資料:

http://tutorials.jenkov.com/jctools/index.html

https://segmentfault.com/a/1190000011009097

https://blog.csdn.net/TheLudlows/article/details/90646236