CountDownLatch 和 CyclicBarrier 用法以及区别

在使用多线程执行任务时，通常需要在主线程进行阻塞等待，直到所有线程执行完毕，主线程才能继续向下执行，主要有以下几种可选方式

1. 调用 main 线程的 sleep 方法

一般用于预估线程的执行时间，在主线程内执行线程sleep方法阻塞线程，如下方式：

public class Main {
    public synchronized static void print(){System.out.println("abc");}
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(()->{
                print();
            }).start();
        }
        Thread.sleep(1000);
    }
}

这种方式的缺点就是，线程执行的时间与数量和其任务执行的长短有关，一般很难去预估。

2. 使用CountDownLatch

CountDownLatch 提供了一个阻塞阀门，当阀门 count 变成 0 时候放行

• 首先CountDownLatch会初始化线程数量为实际线程的运行数量
• 每当一个线程执行完毕后，会把count - 1
• 主线程调用countDownLatch.await()方法进行阻塞，当count == 0时，则所有线程执行完毕，主线程开始继续向下执行

// 100 个线程打印abc, 等到所有线程执行结束, 主线程开始继续向下执行
public class Main {
    public synchronized static void print(){System.out.println("abc");}
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        long start = System.currentTimeMillis();
        // CountDownLatch缺点: CountDownLatch是一次性的, 使用完毕后不能再对其设置值
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(100);
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(()->{
                // 执行线程任务
                print();
                // 执行完毕 --- 将 countDownLatch - 1
                countDownLatch.countDown();
            }).start();
        }
        // 主线程因为之前的线程没有执行完阻塞在这里
        // 当所有线程执行完毕后, 主线程会继续执行
        countDownLatch.await();
        System.out.println("线程执行结束:");
        System.out.println("执行时间为: " + (System.currentTimeMillis() - start) + "ms");
    }
}

3. 使用 CyclicBarrier

CyclicBarrier 也是一种多线程执行时候的控制器，而对于CyclicBarrier来说，重点是那一组N个线程，他们之间任何一个没有完成，所有的线程都必须等待，当计数器到达指定值时，用法如下:

public class Main {
    public synchronized static void print(){System.out.println("abc");}
    public static void main(String[] args) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        // CyclicBarrier 线程执行控制器 --- 可重用
        // 当所有线程到达栅栏, 然后触发回调函数
        CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(100, ()->{
            long end = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("线程执行结束:");
            System.out.println("线程执行所需时间:" + (end - start));
        });
        for(int i=0; i<100; i++){
            new Thread(()->{
                print();
                try {
                    barrier.await();
                } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }).start();
        }
    }
}

4. CountDownLatch 和 CyclicBarrier 区别

CountDownLanch	CyclicBarrier
减计数方式	加计数方式
count为0时释放所有等待的线程	计数为指定值时释放所有等待的线程
count为0时可以重置	计数置为指定值时，计数为0重新开始
子线程调用countDown()方法将计数器-1，主线程调用await（）方法进行阻塞	子线程调用await方法将计数器+1，当加后的值不等于指定值，当前线程阻塞
不可重复利用	可重复利用