JUC学习笔记 -- (11) CyclicBarrier介绍及其与CountDownLatch的区别

小鱼儿 2022-04-17 03:20 68阅读 0赞

CyclicBarrier是多线程中一个常用的辅助类，主要用于线程组内部之间的线程的相互等待问题。

CyclicBarrier根据英文拆分翻译可翻译为:可循环利用的屏障。顾名思义，首先，便是可重复利用，说明该类创建的对象可以复用；其次，屏障则体现了该类的原理：每个线程执行时，都会碰到一个屏障，直到所有线程执行结束，然后屏障便会打开，使所有线程继续往下执行。大致功效可以理解为：等待集合继续执行。

这里介绍CyclicBarrier的两个构造函数：CyclicBarrier(int parties)和CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) :前者只需要声明需要拦截的线程数即可，而后者还需要定义一个等待所有线程到达屏障优先执行的Runnable对象。

实现原理：在CyclicBarrier的内部定义了一个Lock对象，每当一个线程调用await方法时，将拦截的线程数减1，然后判断剩余拦截数是否为初始值parties，如果不是，进入Lock对象的条件队列等待。如果是，执行barrierAction对象的Runnable方法，然后将锁的条件队列中的所有线程放入锁等待队列中，这些线程会依次的获取锁、释放锁。

举例说明：如果一个寝室四个人约好了去球场打球，由于四个人准备工作不同，所以约好在楼下集合，并且四个人集合好之后再依次前往球场(蛋疼的需求，测试需要，勿见怪)。

public class TestCyclicBarrier {
    	private final static ThreadPoolExecutor threadPool = 
    			new ThreadPoolExecutor(4, 10, 60, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
    	private final static CyclicBarrier barry = new CyclicBarrier(4, new Runnable() {
    		int num = 1;
    		@Override
    		public void run() {
    			if(num == 1){
    				System.out.println("人员在楼下集合完毕!");
    				num++;
    			}else if(num == 2){
    				System.out.println("人员在操场集合完毕!");
    			}
    			System.out.println("====================");
    		}
    	});	
    	public static void main(String[] args) {
    		String[] names = {"小明","小红","小华","小黑"};
    		for(int i=0;i<4;i++){
    			threadPool.execute(new CyclicBarrierDemo(names[i],barry));
    		}
    		try
    		{
    			Thread.sleep(1000);
    			System.out.println("四个人一起到达球场，现在开始打球");
    		}
    		catch(InterruptedException e)
    		{
    			e.printStackTrace();
    		}
    		threadPool.shutdown();
    	}
    	
    }
    
    class CyclicBarrierDemo extends Thread{
    	private String name;
    	private CyclicBarrier barry;
    	public CyclicBarrierDemo(String name,CyclicBarrier barry) {
    		this.name = name;
    		this.barry = barry;
    	}
    	@Override
    	public void run() {
    		
    		try {
    			System.out.println(name+"从宿舍出发！");
    			Thread.sleep(200);
    			barry.await();
    			System.out.println(name+"从楼下出发！");
    			Thread.sleep(200);
    			//复用
    			barry.await();
    			
    		} catch (Exception e) {
    			e.printStackTrace();
    		}
    	}
    }

运行程序，得到如下结果：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2FiYzk5Nzk5NTY3NA_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

以上便是CyclicBarrier使用实例，通过await(）方法对线程的拦截，拦截数加1，当拦截数为初始的parties，首先执行了barrierAction，然后对拦截的线程队列依次进行获取锁释放锁。可以看出CyclicBarriers是可以重复使用的。

**CountDownLatch和CyclicBarrier的比较**

1.CountDownLatch是线程组之间的等待，即一个(或多个)线程等待N个线程完成某件事情之后再执行；而CyclicBarrier则是线程组内的等待，即每个线程相互等待，即N个线程都被拦截之后，然后依次执行。

2.CountDownLatch是减计数方式，而CyclicBarrier是加计数方式。

3.CountDownLatch计数为0无法重置，而CyclicBarrier计数达到初始值，则可以重置。

4.CountDownLatch不可以复用，而CyclicBarrier可以复用。

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