CyclicBarrier字面意思是可循环(cyclic)使用的屏障(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,知道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。
一、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。如下代码示例:
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为1 2 ,第二种输出为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 barrier�Action),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。如下代码:
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。
二、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场景。例如,用一个Excel保存了用户所有银行流水,每个Sheet保存一个账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:
publicclass 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 sheetBankWaterCount = 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的银流数据,计算代码省略
sheetBankWaterCount.put(Thread.currentThread().getName(), 1);
//银流计算完成,插入一个屏障
try {
c.await();
} catch (InterruptedException |BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
}
}
@Override
publicvoid run() {
int result = 0;
//汇总每个sheet计算出的结果
for (Entrysheet : sheetBankWaterCount.entrySet()) {
result += sheet.getValue();
}
//将结果输出
sheetBankWaterCount.put("result", result);
System.out.println(result);
}
public static void main(String[] args) {
BankWaterService bankWaterCount = new BankWaterService();
bankWaterCount.count();
}
}
三、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。例如,如果计算发生错误,可以重置计数器,并让线程重新执行一次。
CyclicBarrier还提供其他有用的方法,比如getNumberWaiting方法可以获得Cyclic-Barrier阻塞的线程数量。isBroken()方法用来了解阻塞的线程是否被中断。如下代码执行完之后会返回true。
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());
}
}
}