Java并发工具类之同步屏障CyclicBarrier

Posted 2020-10-14

　　CyclicBarrier的字面意思是可以循环使用的Barrier，它要做的事情是让一个线程到达一个Barrier的时候被阻塞，直到最后一个线程到达Barrier，屏障才会放开，所有被Barrier拦截的线程才会继续运行。

　　CyclicBarrier的默认的构造器是CyclicBarrier(int parties)，参数表示屏障拦截的线程数量，每个线程调用await方法告诉CyclicBarrier我已经到达了屏障，然后当前线程被阻塞。示例代码如下：

　　

public class CyclicBarrierTest {

    private static CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(2);

    public static void main(String[] args) throws BrokenBarrierException, InterruptedException {

        new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                try {
                    barrier.await();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } catch (BrokenBarrierException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.print("thread1");
            }

        }).start();

        barrier.await();

        System.out.println("mainThread");
    }
}

　　因为子线程和主线程的调度由CPU决定，每个线程都有可能优先执行，因此会产生两种不同的结果，可能的结果如下：

　　mainThread
　　thread1

　　如果把CyclicBarrier的Barrier的个数由2改为3，则主线程和子线程会永远等待，因为没有第三个线程执行await方法，即没有第三个线程到达屏障，因此之前到达屏障的两个线程都不会继续执行。

　　CyclicBarrier还提供了一个高级的构造器，CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)，用于在线程到达屏障后，优先执行barrierAction线程里面的逻辑。比如有如下的场景，在所有的线程都处理完成后，打印“All Done”，可以参考如下代码：

　　

public class CyclicBarrierTest2 {

    private static CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(2,new DoneThread());

    public static void main(String[] args) throws BrokenBarrierException, InterruptedException {

        new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {

                System.out.println("thread1");
                try {
                    barrier.await();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } catch (BrokenBarrierException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

        }).start();

        System.out.println("mainThread");
        barrier.await();
    }

    static class DoneThread implements Runnable{

        @Override
        public void run() {
            System.out.println("All Done");
        }

    }
}

　　输出结果如下：

mainThread
thread1
All Done

　　因此CyclicBarrier常用于处理，多线程计算最后合并计算结果的场景。

CyclicBarrier和CountDownLatch的区别：

　　1.CountDownLatch的计数器只能使用一次，而CyclicBarrier的计数器可以使用reset方法重置，因此CyclicBarrier可以处理线程计算出错时重复计算的场景。

　　2.CyclicBarrier还提供了别的有用的方法，如getNumberWaiting可以获得等待的线程数，isBroken方法可以了解阻塞的线程是否被中断等。