CyclicBarrier总结

一. CyclicBarrier简介
1：CyclicBarrier（可重用屏障/栅栏） 类似于 CountDownLatch（倒计数闭锁），它能阻塞一组线程直到某个事件的发生。
2：与闭锁的关键区别在于，所有的线程必须同时到达屏障位置，才能继续执行。
3：闭锁用于等待事件，而屏障用于等待其他线程。
4：CyclicBarrier 可以使一定数量的线程反复地在屏障位置处汇集。当线程到达屏障位置时将调用 await() 方法，这个方法将阻塞直到所有线程都到达屏障位置。如果所有线程都到达屏障位置，那么屏障将打开，此时所有的线程都将被释放，而屏障将被重置以便下次使用。
5：CyclicBarrier 是一个同步辅助类，它允许一组线程相互等待直到所有线程都到达一个公共的屏障点。
6：在程序中有固定数量的线程，这些线程有时候必须等待彼此，这种情况下，使用 CyclicBarrier 很有帮助。
7：这个屏障之所以用循环修饰，是因为在所有的线程释放彼此之后，这个屏障是可以重新使用的。

二：CyclicBarrier 的应用场景
CyclicBarrier 常用于多线程分组计算。
比如一个大型的任务，常常需要分配好多子任务去执行，只有当所有子任务都执行完成时候，才能执行主任务，这时候就可以选择CyclicBarrier。

三：常用API方法总结：

1：CyclicBarrier(parties) 方法
初始化相互等待的线程数量的构造方法。

2：CyclicBarrier(parties,Runnable barrierAction) 方法
初始化相互等待的线程数量以及屏障线程的构造方法。
屏障线程的运行时机：等待的线程数量 =parties 之后，CyclicBarrier 打开屏障之前。
例如在分组计算中，每个线程负责一部分计算，最终这些线程计算结束之后，交由屏障线程进行汇总计算。

3：getParties() 方法
获取 CyclicBarrier 打开屏障的线程数量。

4：getNumberWaiting() 方法
获取正在 CyclicBarrier 上等待的线程数量。

5：await() 方法
在 CyclicBarrier 上进行阻塞等待，直到发生以下情形之一。
在 CyclicBarrier 上等待的线程数量达到 parties，则所有线程被释放，继续执行。
当前线程被中断，则抛出 InterruptedException 异常，并停止等待，继续执行。
其他等待的线程被中断，则当前线程抛出 BrokenBarrierException 异常，并停止等待，继续执行。
其他等待的线程超时，则当前线程抛出 BrokenBarrierException 异常，并停止等待，继续执行。
其他线程调用 CyclicBarrier.reset() 方法，则当前线程抛出 BrokenBarrierException 异常，并停止等待，继续执行。
线程调用 await() 表示自己已经到达栅栏。
BrokenBarrierException 表示栅栏已经被破坏，破坏的原因可能是其中一个线程await() 时被中断或者超时。

6:await(timeout,TimeUnit) 方法
在 CyclicBarrier 上进行限时的阻塞等待，直到发生以下情形之一。
在 CyclicBarrier 上等待的线程数量达到 parties，则所有线程被释放，继续执行。
当前线程被中断，则抛出 InterruptedException 异常，并停止等待，继续执行。
当前线程等待超时，则抛出 TimeoutException 异常，并停止等待，继续执行。
其他等待的线程被中断，则当前线程抛出 BrokenBarrierException 异常，并停止等待，继续执行。
其他等待的线程超时，则当前线程抛出 BrokenBarrierException 异常，并停止等待，继续执行。
其他线程调用 CyclicBarrier.reset() 方法，则当前线程抛出 BrokenBarrierException 异常，并停止等待，继续执行

7:isBroken() 方法
获取是否破损标志位 broken 的值，此值有以下几种情况。
CyclicBarrier 初始化时，broken=false，表示屏障未破损。
如果正在等待的线程被中断，则 broken=true，表示屏障破损。
如果正在等待的线程超时，则 broken=true，表示屏障破损。
如果有线程调用 CyclicBarrier.reset() 方法，则 broken=false，表示屏障回到未破损状态。

8:reset() 方法
使 CyclicBarrier 回归初始状态，它做了两件事。
如果有正在等待的线程，则会抛出 BrokenBarrierException 异常，且这些线程停止等待，继续执行。
将是否破损标志位 broken 置为 false。

四：CyclicBarrier 和 CountDownLatch 的区别

CountDownLatch 是一个线程(或者多个)，等待另外N个线程完成某个事情之后才能执行；CyclicBarrie是N个线程相互等待，任何一个线程完成之前，所有的线程都必须等待。
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；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。
CountDownLatch 采用减计数方式；CyclicBarrier 采用加计数方式。

五：使用 CyclicBarrier 的注意事项
CyclicBarrier 使用独占锁来执行 await() 方法，并发性可能不是很高。
如果在等待过程中，线程被中断了，就抛出异常。
但如果中断的线程所对应的 CyclicBarrier 不是这一代，比如在最后一次线程执行 signalAll 后，并且更新了这个 " 代 " 对象。在这个区间，这个线程被中断了，那么， JDK 认为任务已经完成，不必在乎中断，就只打了一个中断 interrupt() 标记。
如果线程被其他的 CyclicBarrier 唤醒，那么 g 肯定等于 generation，这个事件就不能 return 了，而是继续循环阻塞。
反之，如果是当前 CyclicBarrier 唤醒，就返回线程在 CyclicBarrier 的下标，表示完成了一次冲过屏障的过程。
CyclicBarrier 的 await() 方法是使用 ReentrantLock 和 Condition 控制实现的。
当调用 CyclicBarrier 的 await() 方法会间接调用 ConditionObject 的 await() 方法，会向 Condition 的等待队列中加入元素，当屏障关闭后首先执行指定的barrierAction()，然后依次执行等待队列中的任务，有先后顺序。
CyclicBarrier 类中加锁的方法有 dowait()，isBroken()，reset()，getNumberWaiting()。

六： 总结
CyclicBarrier 的用途是让一组线程互相等待，直到全部到达某个公共屏障点才开始继续工作。
CyclicBarrier 是可以重复利用的。
在等待的只要有一个线程发生中断，则其它线程就会被唤醒继续正常运行。
CyclicBarrier 指定的任务是进行 barrier 处最后一个线程来调用的，如果在执行这个任务发生异常时，则会传播到此线程，其它线程不受影响继续正常运行。