CyclicBarrier与CountDownLatch、栅栏与计数器

CyclicBarrier与CountDownLatch、栅栏与计数器

在多线程设计中，我猜常常会遇到线程间相互等待以及某个线程等待1个或多个线程的场景，比如多线程精密计算和大量数据处理，这里写下我自己的体会和理解。

   

    我想应该有很多办法，如果是简单的1：1关系，那么可以wait（）和notify（）解决，就像一把锁和一把钥匙；如果是1：N关系，这个1就需要关心N的所有状态了，最笨的办法是1可以去查看N当前的状态，轮询询问工作是否做完。而好点的办法是N做完后主动告诉1，然后N就会有2种选择，要么听从1的命令，要么继续干自己其他的活。

 

    用传统的方法我想应该是都能实现的，而JDK1.5提供了CyclicBarrier与CountDownLatch来解决了这两个问题，而她们的区别是：

    CyclicBarrier使所有线程相互等待，而CountDownLatch使一个或多个线程等待其他线程。区别类似上面蓝色字体，CountDownLatch不会等待其他线程了，只要做完自己的工作就干自己的活去了，也就是run()方法里其他的任务。

 

Example：

 

 

public   static   void  testCountDownLatch()  throws  InterruptedException {   
  CountDownLatch cdl=new CountDownLatch(2);   
  ExecutorService exe=Executors.newFixedThreadPool(2);   
   class Bow implements  Runnable{   
    CountDownLatch cdl;   
    public Bow(CountDownLatch cdl){   
    this.cdl=cdl;    
    }   
    public void run(){   
     System.out.println("The bow is coming");   
     System.out.println("kick a bow ");   
     this.cdl.countDown();   
     System.out.println("do other thing");   
     }   
   }   
  exe.execute(new Bow(cdl));   
  exe.execute(new Bow(cdl));   
  exe.shutdown();   
  System.out.println("Wait");   
    cdl.await();   
    System.out.println("End..");   
    
 }    
  
     public   static   void  main(String[] args)  {   
        try {   
            Test.testCountDownLatch();   
        } catch (InterruptedException e) {   
        }   
    }   

 

输出的结果为：

 

The bow is coming
kick a bow
do other thing
Wait...
The bow is coming
kick a bow
do other thing
End..

 

如上所说do other thing不受影响。

 

写了一个CyclicBarrier的例子：

 

public   static   void  testCyclicBarrier()  throws  InterruptedException, BrokenBarrierException {
        CyclicBarrier barr=new CyclicBarrier(2+1);
        
        ExecutorService exe=Executors.newFixedThreadPool(2);
         class Bow implements  Runnable{
             CyclicBarrier barr;
                public Bow(CyclicBarrier barr){
                this.barr=barr;    
                }
                public void run(){
                    System.out.println("The bow is coming");
                    System.out.println("kick a down");
                    try {
                        barr.await();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    } catch (BrokenBarrierException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("do other thing");
                    }
            }
        exe.execute(new Bow(barr));
        exe.execute(new Bow(barr));
        exe.shutdown();
        System.out.println("Wait");
        barr.await();
       System.out.println("End..");
    
    }


     public   static   void  main(String[] args)  {
        try {
            Test.testCyclicBarrier();
        } catch (InterruptedException e) {
        }
        catch (BrokenBarrierException e) {
        }
    }

 

输出结果为：

 

Wait...
The bow is coming
kick a down
The bow is coming
kick a down
do other thing
End..
do other thing

 

总结：

我们看到do other thing被阻塞了，直到最后才执行，可见，栅栏和计数器的目完全不同了。向Doug Lea牛人学习：）

 









在网上看到很多人对于CountDownLatch和CyclicBarrier的区别简单理解为CountDownLatch是一次性的，而CyclicBarrier在调用reset之后还可以继续使用。那如果只是这么简单的话，我觉得CyclicBarrier简单命名为ResetableCountDownLatch好了，显然不是的。
我的理解是，要从他们的设计目的去看这两个类。javadoc里面的描述是这样的。

CountDownLatch: A synchronization aid that allows one or more threads to wait until a set of operations being performed in other threads completes.

CyclicBarrier : A synchronization aid that allows a set of threads to all wait for each other to reach a common barrier point.

可能是我的英语不够好吧， 我感觉从这个javadoc里面要准确理解他们的差异还是不容易的。
我的理解是

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。
这样应该就清楚一点了，对于CountDownLatch来说，重点是那个“一个线程”, 是它在等待， 而另外那N的线程在把“某个事情”做完之后可以继续等待，可以终止。而对于CyclicBarrier来说，重点是那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。

CountDownLatch 是计数器, 线程完成一个就记一个, 就像 报数一样, 只不过是递减的.
而CyclicBarrier更像一个水闸, 线程执行就想水流, 在水闸处都会堵住, 等到水满(线程到齐)了, 才开始泄流.