并发工具三之CyclicBarrier

一、CyclicBarrier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工作。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 当前线程已经到达了屏障，然后当前线程被阻塞

二、使用案例

使用场景
当存在需要所有的子任务都完成时，才执行主任务，这个
时候就可以选择使用 CyclicBarrier

案例
定义线程，定义每组运行3个，当未达到3个线程的时候阻塞，当达到3个以后会执行

public class Run extends Thread {

    private CyclicBarrier cyclicBarrier;

    public  Run(CyclicBarrier cyclicBarrier){
        this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"准备就绪");
            cyclicBarrier.await();
            System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"开始执行");
        } catch (BrokenBarrierException | InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

测试代码，定义3个线程运行

public class CyclicBarrierDemo {

    static CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(3);

    public static void main(String[] args) {
        for(int i=0;i<9;i++) {
            new Run(cyclicBarrier).start();
        }
    }
}

打印效果

线程Thread-2准备就绪
线程Thread-1准备就绪
线程Thread-0准备就绪
线程Thread-0开始执行
线程Thread-2开始执行
线程Thread-1开始执行

Process finished with exit code 0

注意点
1）对于指定计数值 parties，若由于某种原因，没有足够的线程调用 CyclicBarrier 的 await，则所有调用 await 的线程都会被阻塞；
2）同样的 CyclicBarrier 也可以调用 await(timeout, unit)，设置超时时间，在设定时间内，如果没有足够线程到达，则解除阻塞状态，继续工作；
3）通过 reset 重置计数，会使得进入 await 的线程出现BrokenBarrierException；
4 ） 如 果 采 用 是 CyclicBarrier(int parties, RunnablebarrierAction) 构造方法，执行 barrierAction 操作的是最后一个到达的线程
例如针对上面的实例，我们调整一下代码

public class CyclicBarrierDemo {
	// CyclicBarrier的构造方法可以传入一个回调线程
    static CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(3,new ThreadTest());

    public static void main(String[] args) {
        for(int i=0;i<3;i++) {
            new Run(cyclicBarrier).start();
        }
    }
}

public class ThreadTest extends Thread {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("所有线程准备好，开始执行");
    }
}

再执行，打印效果如下

线程Thread-1准备就绪
线程Thread-3准备就绪
线程Thread-2准备就绪
所有线程准备好，开始执行
线程Thread-2开始执行
线程Thread-3开始执行
线程Thread-1开始执行

Process finished with exit code 0

三、源码分析

CyclicBarrier 相比 CountDownLatch 来说，要简单很多，源码实现是基于 ReentrantLock 和 Condition 的组合使用

    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    /** Condition to wait on until tripped */
    private final Condition trip = lock.newCondition();
    // 记录初始化拦截的线程数
    private final int parties;
    // 记录当前还需要拦截的线程数，初始化值==parties
    private int count;

每次线程调用CyclicBarrier.await()方法，先count-1，然后判断count==0：如果是，则调用Condition.signAll方法唤醒这一组所有线程，并且重新赋值count = parties;
如果否，则调用Condition.await方法阻塞

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