CyclicBarrier解析

CyclicBarrier是一个同步辅助类，允许一组线程相互等待，直到到达一个共同的barrier point。如果一组线程需要不定时地相互等待，这个时候就可以用到CyclicBarrier。CyclicBarrier之所以带“Cyclic”前缀，是因为当所有相互等待的线程释放后，Barrier可以被重复利用。

CyclicBarrier的构造函数为：

 

    public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {
        if (parties <= 0) throw new IllegalArgumentException();
        this.parties = parties;
        this.count = parties;
        this.barrierCommand = barrierAction;
    }

很明显，parties 参数指的是该CyclicBarrier将是多少个线程相互等待。 CyclicBarrier允许在构造函数中传入barrierAction参数，barrierAction指的是当Barrier被触发，即所有相互等待的线程都到barrier point时所执行的动作。该动作是由最后一个到达barrier point线程触发的。

CyclicBarrier最重要的方法就是await(),其使各个线程相互等待就是通过各个线程调用该方法来实现的。下面就分析下该方法的代码：

 

    public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException {
        try {
            return dowait(false, 0L);
        } catch (TimeoutException toe) {
            throw new Error(toe); // cannot happen;
        }
    }

    /**
     * Main barrier code, covering the various policies.
     */
    private int dowait(boolean timed, long nanos)
        throws InterruptedException, BrokenBarrierException,
               TimeoutException {
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lock();
        try {
            final Generation g = generation;

            if (g.broken)
                throw new BrokenBarrierException();

            if (Thread.interrupted()) {
                breakBarrier();
                throw new InterruptedException();
            }

           int index = --count;//   ①
           if (index == 0) {  // tripped
               boolean ranAction = false;
               try {
		   final Runnable command = barrierCommand;  //  ③
                   if (command != null)
                       command.run();
                   ranAction = true;
                   nextGeneration();
                   return 0;
               } finally {
                   if (!ranAction)
                       breakBarrier();
               }
           }

            // loop until tripped, broken, interrupted, or timed out
            for (;;) {  //   ②
                try {
                    if (!timed)
                        trip.await();
                    else if (nanos > 0L)
                        nanos = trip.awaitNanos(nanos);
                } catch (InterruptedException ie) {
                    if (g == generation && ! g.broken) {
                        breakBarrier();
			throw ie;
		    } else {
			// We're about to finish waiting even if we had not
			// been interrupted, so this interrupt is deemed to
			// "belong" to subsequent execution.
			Thread.currentThread().interrupt();
		    }
                }

                if (g.broken)
                    throw new BrokenBarrierException();

                if (g != generation)
                    return index;

                if (timed && nanos <= 0L) {
                    breakBarrier();
                    throw new TimeoutException();
                }
            }
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

   await()方法的里面调用了dowait()方法，dowait()才是真正的逻辑所在。

在代码①处，对count做减一操作，从构造函数可知，count的值就代表着相互依赖的线程数。如果index不等于0，则表明不是所有的线程都达到了barrier point，则程序执行②处得代码，如果timed为true，则不是blocking的等待，而是等待一段时间后返回。因为此处timed是false，所以执行trip.await()。trip是一个Condition对象，其维护了一个队列，该队列代表着一个等待集，trip.await()操作就是把当前线程放入trip的等待集中，等待被唤醒。

如果index=0，则表明当前线程是最后一个到达barrier point的线程，则执行③处得代码，首先看是否定义了barrierCommand，barrierCommand就是上面说到的barrierAction的封装，如果barrierCommand不为null，则执行barrierCommand.run()，这就是上面为什么说barrierAction是由最后一个到达barrier point的线程所触发的原因。

执行完barrierAction后，则开始唤醒其它在trip等待集里面的线程，nextGeneration方法就是完成这一操作。

    private void nextGeneration() {
        // signal completion of last generation
        trip.signalAll();
        // set up next generation
        count = parties;
        generation = new Generation();
    }

  trip.signalAll()是唤醒所以等待的线程。然后重置count和generation，这也说明了为什么，所以线程到达barrier point后，CyclicBarrier可以被重新使用。

 

经过上面的分析，CyclicBarrier的实现其实很简单，并没有太多的内幕。