同步屏障CyclicBarrier

矫情吗；* 2023-06-12 04:29 9阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  CyclicBarrier简介
 *  CyclicBarrier的应用场景
 *  CyclicBarrier和CountDownLatch的区别

CyclicBarrier的字面意思是可循环使用（Cyclic）的屏幕（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运行。

# CyclicBarrier简介 #

CyclicBarrier默认的构造方法是CyclicBarrier(int parties)，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。

代码如下：

public class CyclicBarrierTest { 	 
        static CyclicBarrier c = new CyclicBarrier(2); 
        public static void main(String[] args) { 
            new Thread(new Runnable() {  
                @Override
                public void run() { 
                    try { 
                        c.await();
                    } catch (Exception e) {  
                    }
                    System.out.println(1);
                }
            }).start(); 
            try { 
                c.await();
            } catch (Exception e) {  
            }
            System.out.println(2);
        }
    }

因为主线程和子线程的调度是由CPU决定的，两个线程都有可能先执行，所以会产生两种输出，第一种可能输出如下：

1
    2

第二种可能输出如下：

2
    1

如果把new CyclicBarrier(2)修改成new CyclicBarrier(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，所以之前到达屏障的两个线程都不会继续执行。

CyclicBarrier还提供一个更高级的构造函数CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)，用于在线程到达屏障时，优先执行barrierAction，方便处理更复杂的业务场景。代码如下：

public class CyclicBarrierTest2 {  
        static CyclicBarrier c = new CyclicBarrier(2, new A());	 
        public static void main(String[] args) { 
            new Thread(new Runnable() {  
                @Override
                public void run() { 
                    try { 
                        c.await();
                    } catch (Exception e) { 	 
                    }
                    System.out.println(1);
                }
            }).start(); 
            try { 
                c.await();
            } catch (Exception e) {  
            }
            System.out.println(2);
        } 
        static class A implements Runnable {  
            @Override
            public void run() { 
                System.out.println(3);
            }
        }	 
    }

因为CyclicBarrier设置了拦截线程的数量是2，所以必须等代码中的第一个线程和线程A都执行完之后，才会继续执行主线程，然后输出2，所以代码执行后的输出如下。

3
    1
    2

# CyclicBarrier的应用场景 #

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。比如我们用一个Excel保存了用户所有银行流水，每个Sheet保存一个帐户近一年的每笔银行流水，现在需要统计用户的日均银行流水，先用多线程处理每个sheet里的银行流水，都执行完之后，得到每个sheet的日均银行流水，最后，再用barrierAction用这些线程的计算结果，计算出整个Excel的日均银行流水。代码如下：

<span style="color:#333333;">pa<span style="color:#330033;">ckage cn.dachao.thread;
     
    import java.util.Map;
    import java.util.concurrent.*;
     
    /** * Created by dachao on 16-7-28. */
    public class BankWaterService implements Runnable{ 
       /* 创建４个屏障,处理完之后执行当前类的run方法 */
        private CyclicBarrier c=new CyclicBarrier(4,this);
        /* 假设只有4个sheet，所以只启动４个线程 */
        private Executor executor= Executors.newFixedThreadPool(4);
        /* 保存每个sheet计算出的银流结果 */
        private ConcurrentHashMap<String,Integer> count=new ConcurrentHashMap<>();
        private void count(){ 
            for(int i=0;i<4;i++){ 
                executor.execute(new Runnable() { 
                    @Override
                    public void run() { 
                        //计算当前sheet的银行数据，代码省略
                        count.put(Thread.currentThread().getName(),1);
                        try { 
                            c.await();
                        } catch (InterruptedException e) { 
                            e.printStackTrace();
                        } catch (BrokenBarrierException e) { 
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                });
     
            }
        }
        @Override
        public void run(){ 
            int result=0;
            //汇总每个sheet计算出的结果
            for(Map.Entry<String,Integer> sheet:count.entrySet()){ 
                result+=sheet.getValue();
            }
            //将结果输出
            count.put("result",result);
            System.out.println(result);
        }
        public static void main(String[]args){ 
            BankWaterService service=new BankWaterService();
            service.count();
        }
    ｝

使用线程池创建4个线程，分别计算每个sheet里的数据，每个sheet计算结果是1，再由BankWaterService线程汇总4个sheet计算出的结果，输出结果如下。

# CyclicBarrier和CountDownLatch的区别 #

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。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。

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
    import java.util.concurrent.CyclicBarrier; 
    public class CyclicBarrierTest3 {  
        static CyclicBarrier c = new CyclicBarrier(2); 
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException, BrokenBarrierException { 
            Thread thread = new Thread(new Runnable() { 	 
                @Override
                public void run() { 
                    try { 
                        c.await();
                    } catch (Exception e) { 
                    }
                }
            });
            thread.start();
            thread.interrupt();
            try { 
                c.await();
            } catch (Exception e) { 
                System.out.println(c.isBroken());
            }
        }
    }

输出如下：

true

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内容出自《Java并发编程的艺术》

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