并发解谜：Java Concurrency - Cyclicbarrier。正确用法？

Posted 2023-03-17

【中文标题】并发解谜：Java Concurrency - Cyclicbarrier。正确用法？

【英文标题】：Concurrent puzzle solving: Java Concurrency - Cyclicbarrier. Correct usage?

【发布时间】：2014-05-19 20:11:46

【问题描述】：

我正在尝试编写一个程序来解决 2 个无法相互独立解决但具有相同解决方案的谜题。我的想法是它们都在一个单独的线程中运行，直到它们停止寻找新的信息。然后他们通过更新一些共享状态变量来传达他们发现的内容，并在其中任何一个写入共享状态时继续。

我认为 CyclicBarrier 是在这里使用的合适机制。这是我的代码（在 2 个线程中同时运行：

while (true) 

        doSolvingLogicHere();

        shareUpdates(); // this method updates the shared state variable and is synhronized

        int count;
        int updates = 0;
        try 
            count = writeBarrier.await();
            updates = threadsUpdatedSomething;
            if (count == 0) 
                writeBarrier.reset();
                threadsUpdatedSomething = 0; //'reset' the shared value
            
         catch (InterruptedException ex) 
            Logger.getLogger(TwinSolver.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);
         catch (BrokenBarrierException ex) 
            Logger.getLogger(TwinSolver.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);
        
        if (updates == 0)  //no thread updated something
            break;
         else  // at least one of the threads updated something, solving should continue in both threads
            readUpdates();
        

ThreadsUpdatedSomething 是一个共享整数，如果线程更新了任何内容，则在“ShareUpdates()”中递增。当两个线程在迭代中都没有找到任何新的东西时，这意味着它们永远不会找到任何新的东西，并且应该为两个线程停止整个循环。这就是为什么我要检查它是否为零。

当两个线程都没有在共享状态变量中写入任何新信息时，我希望它们都停止。但是在运行程序时，其中一个线程停止，而另一个继续运行。调试程序并在“readUpdates()”行设置断点时，程序按预期运行。

这是处理这种并发“解决”循环的正确方法吗？如果它是正确的，我的代码中的错误在哪里？

感谢您的帮助！

编辑：纠正了小错误。 '更新 = 线程更新的东西；'现在在正确的地方

【参考方案1】：

按照API，await返回

the arrival index of the current thread, where index getParties() - 1 indicates the first to arrive and zero indicates the last to arrive

 count = writeBarrier.await();

话虽如此，所以只有一个 Thread 会收到 0 。并且只有一个线程会将updates 的值设置为 0。这就是为什么最后到达的线程停止而另一个没有停止的原因。

根据您的陈述，当您发现两个线程都没有更新threadsUpdatedSomething时，您需要停止线程。我假设时间 threadsUpdatedSomething 将为零。 如果不是你必须改变逻辑，一些如何找到条件何时必须被打破并应用它

while (true) 

        doSolvingLogicHere();

        shareUpdates(); // this method updates the shared state variable and is synhronized

        int count;
        int updates = 0;
        try 
             writeBarrier.await();
            if (threadsUpdatedSomething == 0) 
                updates = threadsUpdatedSomething;
                writeBarrier.reset();
                threadsUpdatedSomething -= 2; //'reset' the counter by decrementing 2
            
         catch (InterruptedException ex) 
            Logger.getLogger(TwinSolver.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);
         catch (BrokenBarrierException ex) 
            Logger.getLogger(TwinSolver.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);
        
        if (updates == 0)  //no thread updated something
            break;
         else  // at least one of the threads updated something, solving should continue in both threads
            readUpdates();
        

如果需要，也不要忘记在异常情况下设置中断条件。

【讨论】：

感谢您的意见！我在“更新”分配和“-=2”操作的位置上犯了一个小错误。我想做的是只有最后一个线程重置屏障，所以使用 await() 的返回值应该是正确的。而不是检查更新== 0，我可以只检查threadsUpdatedSomething var，但由于可能的竞争条件，这个值可能会过时，所以这实际上是我使用'updates'变量的原因。我觉得我让它太复杂了，但我真的看不出协调线程的正确算法。

我没有看到比赛场景。由于您的共享变量更新发生在 await() 语句之前。在等待语句之后，除了您要退出的场景（如果块）之外没有更新。