Java 并发编程（十三）：并发工具 CyclicBarrier

忘是亡心i 2022-03-22 07:29 353阅读 0赞

# CyclicBarrier（内存同步屏障） #

## 1、简介 ##

CyclicBarrier 的字面意思是可循环使用（Cyclic）的屏障（Barrier）。它要做的事情是，让一组线程到达一个屏障（也可以叫同步点）时被阻塞，直到最后一个线程到达屏障时，屏障才会开门，所有被屏障拦截的线程才会继续干活。CyclicBarrier默认的构造方法是CyclicBarrier(intparties)，其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

## 2、类图 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA2NDcwMzU_size_16_color_FFFFFF_t_70]

**await() ：** 等待当前 CyclicBarrier 对象上的其它线程调用 await()。

*  如果当前调用是最后一个调用，则唤醒所有其它的线程；
 *  如果在构造CyclicBarrier时指定了action，当前线程会去执行该action，然后该方法返回该线程调用await的次序（getParties()-1说明该线程是第一个调用await的，0说明该线程是最后一个执行await的），接着该线程继续执行await后的代码；
 *  如果该调用不是最后一个调用，则阻塞等待；
 *  如果等待过程中，当前线程被中断，则抛出InterruptedException；如果等待过程中，其它等待的线程被中断，或者其它线程等待超时，或者该barrier被reset，或者当前线程在执行barrier构造时注册的action时因为抛出异常而失败，则抛出BrokenBarrierException。

**await(long timeout, TimeUnit unit)：**  
与await() 的不同点在于设置了等待超时时间，等待超过指定时间会抛出TimeoutException

**reset() ：** 该方法会将该barrier重置为它的初始状态，并使得所有对该barrier的await调用抛出BrokenBarrierException。

## 3、代码示例 ##

package com.lkf.concurrent;
    
    import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
    import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
    
    public class CyclicBarrierTest {
        public static void main(String[] args) {
            //初始化四个线程
            int threadNum = 4;
            CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(threadNum, new WorkerThreadA());
            for (int i = 0; i < threadNum; i++) {
                new WorkerThread(barrier).start();
            }
        }
    
        static class WorkerThread extends Thread {
            private CyclicBarrier cyclicBarrier;
    
            public WorkerThread(CyclicBarrier cyclicBarrier) {
                this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
            }
    
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "正在执行");
                try {
                    Thread.sleep(5000);      //以睡眠来模拟操作
                    System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "执行完毕，等待其他线程执行完成");
                    cyclicBarrier.await();
                } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("所有线程执行完成，继续处理其他任务...");
            }
        }
    
        static class WorkerThreadA extends Thread {
            @Override
            public void run() {
                System.err.println("我是特殊任务");
            }
        }
    }

> 有一个高级构造函数，当一组线程执行完毕后，优先执行某个方法，CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)，可以用来处理特殊的任务

## 4、CyclicBarrier 和 CountDownLatch的区别 ##

CountDownLatch的计数器只能使用一次，CyclicBarrier的计数器可以使用reset() 方法重置。所以CyclicBarrier能处理更为复杂的业务场景，比如如果计算发生错误，可以重置计数器，并让线程们重新执行一次。  
CyclicBarrier还提供其他有用的方法，比如getNumberWaiting方法可以获得CyclicBarrier阻塞的线程数量。isBroken方法用来知道阻塞的线程是否被中断。比如以下代码执行完之后会返回true。

## 5、适用场景 ##

CyclicBarrier可以用于多线程计算数据，最后合并计算结果的应用场景。比如一个1000万行数据的大文件，统计数据最大的钱五个数，假如我们用五个线程，将大文件分成5份，分别计算每一份中最大的数，最后，barrierAction用这些线程的计算结果，计算出整个文件中最大的五个数。

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