CountDownLatch和CyclicBarrier使用及区别

CountDownLatch

CountDownLatch是通过一个计数器来实现的，计数器的初始值为线程的数量。每当一个线程完成了自己的任务后，计数器的值就会减1。当计数器值到达0时，它表示所有的线程已经完成了任务，然后在闭锁上等待的线程就可以恢复执行任务。

构造器中的计数值（count）实际上就是闭锁需要等待的线程数量。这个值只能被设置一次，而且CountDownLatch没有提供任何机制去重新设置这个计数值。
与CountDownLatch的第一次交互是主线程等待其他线程。主线程必须在启动其他线程后立即调用CountDownLatch.await()方法。这样主线程的操作就会在这个方法上阻塞，直到其他线程完成各自的任务。
其他N 个线程必须引用闭锁对象，因为他们需要通知CountDownLatch对象，他们已经完成了各自的任务。这种通知机制是通过 CountDownLatch.countDown()方法来完成的；每调用一次这个方法，在构造函数中初始化的count值就减1。所以当N个线程都调 用了这个方法，count的值等于0，然后主线程就能通过await()方法，恢复执行自己的任务。

示例

public class CountDownLatchDemo {
    final static SimpleDateFormat sdf=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        CountDownLatch latch=new CountDownLatch(2);//两个工人的协作
        Worker worker1=new Worker("zhang san", 5000, latch);
        Worker worker2=new Worker("li si", 8000, latch);
        worker1.start();//
        worker2.start();//
        latch.await();//等待所有工人完成工作
        System.out.println("all work done at "+sdf.format(new Date()));
    }


    static class Worker extends Thread{
        String workerName; 
        int workTime;
        CountDownLatch latch;
        public Worker(String workerName ,int workTime ,CountDownLatch latch){
             this.workerName=workerName;
             this.workTime=workTime;
             this.latch=latch;
        }
        public void run(){
            System.out.println("Worker "+workerName+" do work begin at "+sdf.format(new Date()));
            doWork();//工作了
            System.out.println("Worker "+workerName+" do work complete at "+sdf.format(new Date()));
            latch.countDown();//工人完成工作，计数器减一

        }

        private void doWork(){
            try {
                Thread.sleep(workTime);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

输出：

Worker zhang san do work begin at 2011-04-14 11:05:11
Worker li si do work begin at 2011-04-14 11:05:11
Worker zhang san do work complete at 2011-04-14 11:05:16
Worker li si do work complete at 2011-04-14 11:05:19
all work done at 2011-04-14 11:05:19

CyclicBarrier

它主要的方法就是一个：await()。await() 方法没被调用一次，计数便会减少1，并阻塞住当前线程。当计数减至0时，阻塞解除，所有在此 CyclicBarrier 上面阻塞的线程开始运行。在这之后，如果再次调用 await() 方法，计数就又会变成 N-1，新一轮重新开始，这便是 Cyclic 的含义所在。CyclicBarrier.await() 方法带有返回值，用来表示当前线程是第几个到达这个 Barrier 的线程。

CyclicBarrier.await() 方法会抛出一个独有的 BrokenBarrierException。这个异常发生在当某个线程在等待本 CyclicBarrier 时被中断或超时或被重置时，其它同样在这个 CyclicBarrier 上等待的线程便会受到 BrokenBarrierException。意思就是说，同志们，别等了，有个小伙伴已经挂了，咱们如果继续等有可能会一直等下去，所有各回各家吧。

和 CountDownLatch 一样，CyclicBarrier 同样可以可以在构造函数中设定总计数值。与CountDownLatch 不同的是，CyclicBarrier 的构造函数还可以接受一个 Runnable，会在 CyclicBarrier 被释放时执行。

示例

import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;

public class CyclicBarrierTest2 {

    private static int SIZE = 5;
    private static CyclicBarrier cb;
    public static void main(String[] args) {

        cb = new CyclicBarrier(SIZE, new Runnable () {
            public void run() {
                System.out.println("CyclicBarrier's parties is: "+ cb.getParties());
            }
        });

        // 新建5个任务
        for(int i=0; inew InnerThread().start();
    }

    static class InnerThread extends Thread{
        public void run() {
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " wait for CyclicBarrier.");

                // 将cb的参与者数量加1
                cb.await();

                // cb的参与者数量等于5时，才继续往后执行
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " continued.");
            } catch (BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

输出：

Thread-1 wait for CyclicBarrier.
Thread-2 wait for CyclicBarrier.
Thread-3 wait for CyclicBarrier.
Thread-4 wait for CyclicBarrier.
Thread-0 wait for CyclicBarrier.
CyclicBarrier's parties is: 5
Thread-0 continued.
Thread-4 continued.
Thread-2 continued.
Thread-3 continued.
Thread-1 continued.

CyclicBarrier 和 CountDownLatch 在用法上的不同

CountDownLatch 适用于一组线程和另一个主线程之间的工作协作。一个主线程等待一组工作线程的任务完毕才继续它的执行是使用 CountDownLatch 的主要场景；CyclicBarrier 用于一组或几组线程，比如一组线程需要在一个时间点上达成一致，例如同时开始一个工作。另外，CyclicBarrier 的循环特性和构造函数所接受的 Runnable 参数也是 CountDownLatch 所不具备的。

CountDownLatch : 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。
CyclicBarrier : 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。