在多线程环境中，为了确保线程的安全，需要进行锁定。 例如，读写锁定保证读写排他，而读写不是排他。 有实现无锁定线程安全的数据结构吗？ 答案是使用RingBuffer循环队列。 在Disruptor项目中利用了RingBuffer。
RingBuffer的基本原理如下。
RingBuffer提供了两个指针：头部和尾部。 head指的是接下来要读的位置，tail指的是接下来要写的位置。 RingBuffer可以用数组存储。 数组中元素的内存地址是连续的。 这是便于CPU缓存的——。 也就是说，由于在硬件级别预加载数组中的元素，因此RingBuffer不需要CPU偶尔将数组中的下一个元素加载到主内存中。 通过移动head和tail指针，可以对数组中的数据进行环访问。 如果head==tail，则表示buffer为空；如果head==(tail 1) %bufferSize，则表示buffer已满。
对于读取操作，只更改head的值；对于写入操作，只更改tail的值。 写操作时，我们将内容写入buffer，然后修改tail的值； 执行读取操作时，读取tail的值并将其指定给copyTail。 赋值操作是原子操作。 因此，在读取copyTail后，从head到copyTail之间一定存在数据，不会在未写入数据的情况下进行读取操作。 同样，在读取操作完成之前，head的数值不会更改。 在写入操作之前读取head的值，以确定是否有空间写入数据。 因此，此时，从tail到head-1之间一定有写入数据的空间，一个位置的数据尚未被读出就不会被写入操作改写。 这保证了RingBuffer的线程安全。
import java.util.Arrays； publicclassringbuffert { privatefinalstaticintdefault _ size=1024； 私有对象[ ] buffer； 隐私保护头=0； 隐私等待时间=0； 私密int buffer size； publicringbuffer ((this.buffer size=default _ size； this.buffer=new object [ buffer size ]； }publicringbuffer(intinitsize ) { this.bufferSize=initSize； this.buffer=new object [ buffer size ]； }私密布尔empty () { return head==tail； }专用布尔完整() return ) tail1) % bufferSize==head； }公共void clear () Arrays.fill ) ) buffer，null )； this.head=0； this.tail=0； }publicbooleanput(stringv ) if (full ) ) { return false； } buffer[tail]=v； tail=(tail1) % bufferSize； 返回真； 公共对象get () if (empty ) ) ) {返回空值； } Object result=buffer[head]； head=(head1) % bufferSize； 返回结果； }公共对象[ ] get all () if (empty ) ) )返回新对象(0)； } int copyTail=tail； int cnt=head copyTail？ 复制tail-head :缓冲器大小- headcopytail； 对象[ ] result=new string [ CNT ]； if(headcopytail ) for ) intI=head； I复印泰il； I ) {
result[i - head] = buffer[i]; } } else { for (int i = head; i < bufferSize; i++) { result[i - head] = buffer[i]; } for (int i = 0; i < copyTail; i++) { result[bufferSize - head + i] = buffer[i]; } } head = copyTail; return result; }}RingBuffer解决粘包问题：
TCP粘包是指发送方发送的若干包数据到接收方接收时粘成一包，从接收缓冲区看，后一包数据的头紧接着前一包数据的尾。粘包可能由发送方造成，也可能由接收方造成。TCP为提高传输效率，发送方往往要收集到足够多的数据后才发送一包数据，造成多个数据包的粘连。如果接收进程不及时接收数据，已收到的数据就放在系统接收缓冲区，用户进程读取数据时就可能同时读到多个数据包。因为系统传输的数据是带结构的数据，需要做分包处理。
为了适应高速复杂网络条件，我们设计实现了粘包处理模块，由接收方通过预处理过程，对接收到的数据包进行预处理，将粘连的包分开。为了方便粘包处理，提高处理效率，在接收环节使用了环形缓冲区来存储接收到的数据。其结构如表1所示。
表1 环形缓冲结构
字段名
类型
含义
CS
CRITICAL_SECTION
保护环形缓冲的临界区
pRingBuf
UINT8*
缓冲区起始位置
pRead
UINT8*
当前未处理数据的起始位置
pWrite
UINT8*
当前未处理数据的结束位置
pLastWrite
UINT8*
当前缓冲区的结束位置
环形缓冲跟每个TCP套接字绑定。在每个TCP的SOCKET_OBJ创建时，同时创建一个PRINGBUFFER结构并初始化。这时候，pRingBuf指向环形缓冲区的内存首地址，pRead、pWrite指针也指向它。pLastWrite指针在这时候没有实际意义。初始化之后的结构如图1所示。
图1 初始化后的环形缓冲区
在每次投递一个TCP的接收操作时，从RINGBUFFER获取内存作接收缓冲区，一般规定一个最大值L1作为可以写入的最大数据量。这时把pWrite的值赋给BUFFER_OBJ的buf字段，把L1赋给bufLen字段。这样每次接收到的数据就从pWrite开始写入缓冲区，最多写入L1字节，如图 2。
图2 分配缓冲后的环形缓冲
如果某次分配过程中，pWrite到缓冲区结束的位置pEnd长度不够最小分配长度L1，为了提高接收效率，直接废弃最后一段内存，标记pLastWrite为pWrite。然后从pRingBuf开始分配内存，如图 3。
图 3 使用到结尾的环形缓冲
特殊情况下，如果处理包速度太慢，或者接收太快，可能导致未处理包占用大部分缓冲区，没有足够的缓冲区分配给新的接收操作，如图4。这时候直接报告错误即可。
图 4 没有足够接收缓冲的环形缓冲
当收到一个长度为L数据包时，需要修改缓冲区的指针。这时候已经写入数据的位置变为（pWrite+L），如图 5。
图 5 收到长度为L的数据的环形缓冲
分析上述环形缓冲的使用过程，收到数据后的情况可以简单归纳为两种：pWrite>pRead，接收但未处理的数据位于pRead到pWrite之间的缓冲区；pWrite<pRead，这时候，数据位于pRead到pLastWrite和pRingbuf到pWrite之间。这两种情况分别对应图6、图 7。
首先分析图6。此时，pRead是一个包的起始位置，如果L1足够一个包头长度，就获取该包的长度信息，记为L。假如L1>L，就说明一个数据包接收完成，根据包类型处理包，然后修改pRead指针，指向下一个包的起始位置（pRead+L）。这时候仍然类似于之前的状态，于是解包继续，直到L1不足一个包的长度，或者不足包头长度。这时退出解包过程，等待后续的数据到来。
图 6 有未处理数据的环形缓冲（1）
图 7 有未处理数据的环形缓冲（2）
图 8稍微复杂。首先按照上述过程处理L1部分。存在一种情况，经过若干个包处理之后，L1不足一个包，或者不足一个包头。如果这时（L1+L2）足够一个包的长度，就需要继续处理。另外申请一个最大包长度的内存区pTemp，把L1部分和L2的一部分复制到pTemp，然后执行解包过程。
经过上述解包之后，pRead就转向pRingBuf到pWrite之间的某个位置，从而回归情况图 6，继续按照图 6部分执行解包。