ProcessingSequenceBarrier

ProcessingSequenceBarrier 是 Disruptor 框架中的一个核心组件，它扮演着协调生产者和消费者之间，以及消费者与消费者之间处理进度的“栅栏”或“屏障”的角色。每个 EventProcessor（事件处理器，即消费者）都会有一个与之关联的 SequenceBarrier。

ProcessingSequenceBarrier 实现了 SequenceBarrier 接口。它的主要职责是：

• 等待可用序号 (Sequence)：EventProcessor 在处理下一个事件之前，会调用 waitFor(sequence) 方法。该方法会阻塞，直到它所请求的序号对应的事件已经由生产者发布，并且所有它所依赖的前置消费者（如果有的话）也已经处理完毕。
• 获取依赖的游标：提供一个 getCursor() 方法，返回它所依赖的消费者组处理到的最小序号。这个返回值对于下游的消费者至关重要，因为下游消费者需要确保其上游的进度。
• 中断与唤醒：提供 alert 机制，用于在需要时（例如关闭 Disruptor 时）中断正在等待的 EventProcessor，使其能够优雅地退出。

简单来说，ProcessingSequenceBarrier 就是 EventProcessor 的“通行证发放处”。EventProcessor 必须拿到“通行证”（即一个可用的序号）才能继续处理事件。

内部成员变量分析

我们先来看一下它的成员变量，这有助于理解它的内部工作机制。

// ... existing code ...
final class ProcessingSequenceBarrier implements SequenceBarrier
{
    private final WaitStrategy waitStrategy;
    private final Sequence dependentSequence;
    private volatile boolean alerted = false;
    private final Sequence cursorSequence;
    private final Sequencer sequencer;
// ... existing code ...

• waitStrategy: 等待策略。这是 EventProcessor 等待新事件时的具体行为策略。Disruptor 提供了多种策略，如 BlockingWaitStrategy（使用 Lock/Condition，CPU 消耗低，延迟高）、YieldingWaitStrategy（循环检查并调用 Thread.yield()，中等 CPU 消耗和延迟）、BusySpinWaitStrategy（忙等待，CPU 消耗最高，延迟最低）等。ProcessingSequenceBarrier 将具体的等待逻辑委托给了这个策略对象。

• dependentSequence: 依赖的序号。这是 ProcessingSequenceBarrier 最关键的字段之一。它代表了当前 EventProcessor 所依赖的“上游”进度。

  • 如果当前 EventProcessor 没有任何前置依赖（即它直接消费生产者发布的数据），那么 dependentSequence 会被设置为 cursorSequence。
  • 如果当前 EventProcessor 有前置依赖（例如在一个处理流水线中，它依赖于前一个 EventProcessor），那么 dependentSequence 会是一个 FixedSequenceGroup 对象，该对象包含了所有它所依赖的 EventProcessor 的 Sequence。FixedSequenceGroup 的 get() 方法会返回所有这些 Sequence 中的最小值。

• alerted: 警报状态。这是一个 volatile 的布尔值，用于中断屏障。当 alert() 方法被调用时，它被设为 true。waitFor() 方法在开始等待前会检查此状态，如果为 true，则立即抛出 AlertException，使得 EventProcessor 可以中断其主循环并退出。

• cursorSequence: 生产者的游标序号。这个 Sequence 对象代表了生产者（Sequencer）当前已经发布到的最大序号。任何消费者都不能超过这个序号。

• sequencer: 序号生成器。这是 Disruptor 的核心，负责管理 RingBuffer 的所有序号。ProcessingSequenceBarrier 持有它的引用，主要是为了在 waitFor 的最后阶段调用 getHighestPublishedSequence 方法，这在多生产者模式下尤其重要，可以确保获取到的序号范围内的所有事件都已发布。

构造函数分析

构造函数清晰地展示了各个成员变量是如何被初始化的。

// ... existing code ...
    ProcessingSequenceBarrier(
        final Sequencer sequencer,
        final WaitStrategy waitStrategy,
        final Sequence cursorSequence,
        final Sequence[] dependentSequences)
    {
        this.sequencer = sequencer;
        this.waitStrategy = waitStrategy;
        this.cursorSequence = cursorSequence;
        if (0 == dependentSequences.length)
        {
            dependentSequence = cursorSequence;
        }
        else
        {
            dependentSequence = new FixedSequenceGroup(dependentSequences);
        }
    }
// ... existing code ...

这里的逻辑非常关键：

• sequencer, waitStrategy, cursorSequence 都是从外部传入并直接赋值。
• dependentSequences 是一个 Sequence 数组，代表了当前屏障所依赖的所有上游消费者的 Sequence。
• if (0 == dependentSequences.length): 如果这个数组为空，意味着当前消费者没有上游依赖，它直接依赖于生产者的进度。因此，dependentSequence 就被设置为生产者的游标 cursorSequence。
• else: 如果数组不为空，意味着存在上游依赖。这时会创建一个 FixedSequenceGroup 对象来包装这些依赖的 Sequence。FixedSequenceGroup 的作用就是实时获取这些 Sequence 中的最小值，作为当前消费者可以处理的“水位线”。

这个设计是 Disruptor 能够构建复杂消费依赖关系图（如流水线、菱形、并行等）的基础。

 waitFor() 详解

这是 EventProcessor 与屏障交互的核心方法。

// ... existing code ...
    @Override
    public long waitFor(final long sequence)
        throws AlertException, InterruptedException, TimeoutException
    {
        checkAlert();

        long availableSequence = waitStrategy.waitFor(sequence, cursorSequence, dependentSequence, this);

        if (availableSequence < sequence)
        {
            return availableSequence;
        }

        return sequencer.getHighestPublishedSequence(sequence, availableSequence);
    }


//MultiProducerSequencer
    public long getHighestPublishedSequence(final long lowerBound, final long availableSequence)
    {
        for (long sequence = lowerBound; sequence <= availableSequence; sequence++)
        {
            if (!isAvailable(sequence))
            {
                return sequence - 1;
            }
        }

        return availableSequence;
    }
// ... existing code ...

我们来分解一下执行流程：

1. checkAlert(): 首先检查 alerted 标志。如果为 true，直接抛出 AlertException，消费者线程捕获后即可退出。
2. waitStrategy.waitFor(...): 这是实际的等待操作。EventProcessor 传入它想要处理的下一个序号 sequence。WaitStrategy 会一直等待，直到满足以下两个条件：
   • dependentSequence 的值 >= sequence。这意味着所有它依赖的上游消费者都已经处理到至少 sequence-1 的位置了。
   • cursorSequence 的值 >= sequence。这意味着生产者至少已经发布到 sequence 这个位置了。 waitStrategy 返回的是 dependentSequence 和 cursorSequence 中较小的值，但至少是 sequence-1。通常情况下，它会返回生产者游标的值。
3. if (availableSequence < sequence): 在某些等待策略下（如带超时的策略），等待可能会提前返回一个小于请求 sequence 的值。在这种情况下，直接返回这个较小的值，让 EventProcessor 知道它请求的序号还不可用。
4. sequencer.getHighestPublishedSequence(sequence, availableSequence): 这是最后一步，也是一个重要的保证。在多生产者场景下，cursorSequence 的值可能已经跳跃式地前进了（例如，生产者A申请了10-15，生产者B申请了16-20，cursor 可能更新为20），但序号为15的事件可能还未发布。这一步就是为了确保消费者拿到的最大可用序号 (availableSequence) 范围内的所有事件都已经被生产者真正“发布”（publish）了，防止消费者读到尚未初始化的数据。

其他方法

• getCursor(): 返回 dependentSequence.get()。这个方法很有意思，它返回的不是生产者的游标，而是依赖链的游标。这对于构建下游消费者的 SequenceBarrier 至关重要。下游消费者看到的“游标”是它上游消费者的处理进度。
• alert(): 将 alerted 设为 true，并调用 waitStrategy.signalAllWhenBlocking()。这个调用会唤醒所有通过 BlockingWaitStrategy 等策略阻塞在 Condition 上的线程，使它们能够重新检查 alerted 状态并快速退出。
• clearAlert(): 重置 alerted 状态为 false。
• checkAlert(): 检查 alerted 状态，如果为 true 则抛出异常。

总结

ProcessingSequenceBarrier 是 Disruptor 精巧设计的体现。它通过组合 WaitStrategy、Sequence 和 Sequencer，以一种高效且灵活的方式解决了消费者之间的同步问题。

• 它将等待的逻辑（做什么） 与 等待的策略（怎么做） 分离。
• 通过 dependentSequence 的设计，优雅地实现了任意复杂的消费者依赖关系。
• 通过 alert 机制，提供了一种可靠、低延迟的线程中断方式，用于实现优雅停机。
• 它是连接生产者、当前消费者和下游消费者的关键枢纽，确保了数据处理的顺序性和正确性。