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很早就有人提出了无锁队列的概念，例如：Disruptor高性能已得到生产的验证，在多个项目中例如Log4j2得到了应用和验证。在研究Netty的 HashedWheelTimer 看到有使用一个 MpscChunkedArrayQueue 队列。研究发现是使用了 JCTools 的工具。这个工具就是笔者要介绍的，这个工具的目的：旨在提供一些JDK目前缺少的并发数据结构
1. JCTools介绍
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并发队列的SPSC/MPSC/SPMC/MPMC变体:
- SPSC - 单生产者、单消费者 (Wait Free, 有界队列和无界队列)
- MPSC - 多生产者、单消费者 (锁少, 有界队列和无界队列)
- SPMC -单生产者、多消费者 (锁少, 有界队列)
- MPMC - 多生产者、多消费者 (锁少, 有界队列)
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SPSC/MPSC 是Linked Array队列(有界和无界)提供了性能、分配和内存占用之间的平衡
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基于MPSC/MPMC XAdd的无界链接阵列队列为生产者提供了更低的争用成本(使用XAdd而不是CAS循环)，并将队列块池化以减少分配。
2. JCTools使用
添加maven依赖：
<dependency>
<groupId>org.jctools</groupId>
<artifactId>jctools-core</artifactId>
<version>3.3.0</version>
</dependency>
使用例子：
public class SpscTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
SpscArrayQueue<Integer> queue = new SpscArrayQueue<>(2);
Thread producer1 = new Thread(() -> queue.offer(1));
producer1.start();
producer1.join();
Thread producer2 = new Thread(() -> queue.offer(2));
producer2.start();
producer2.join();
Set<Integer> fromQueue = new HashSet<>();
Thread consumer = new Thread(() -> queue.drain(fromQueue::add));
consumer.start();
consumer.join();
fromQueue.stream().forEach(item-> System.out.println(item));
}
}
运行后输出的打印结果：
1
2
在Netty HashedWheelTimer 中主要使用的是MPSC队列。
3. 性能测试
在JCTools 性能测试使用的JMH。clone JCTools到本地:
git clone https://github.com/JCTools/JCTools.git
cd JCTools
mvn clean package
然后进入 jctools-benchmarks 目录：
cd jctools-benchmarks
3.1 运行JMH Benchmarks
运行所有的JMH benchmarks：
java -jar target/microbenchmarks.jar -f <number-of-forks> -wi <number-of-warmup-iterations> -i <number-of-iterations>
列出可使用的JMH benchmarks：
java -jar target/microbenchmarks.jar -l
Tips:其他的例子可以参看github.com/JCTools/JCT…
4. 总结
对于开发的项目对于性能有较高的追求可以考虑使用JCTools，根据不同生产者和消费者的数量使用不同的队列类型。这样能够最大限度的发挥性能。
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参考文档：
