CyclicBarrier

java.util.concurrent.CyclicBarrie r 是一个同步辅助类，它允许一组线程互相等待，直到 所有到达 ，然后他们才可以跨越屏障点 (common barrier point)。
在涉及一组固定大小的线程的程序中，这些线程必须不时地互相等待，此时 CyclicBarrier 很有用。
因为该 barrier 在释放等待线程后可以重用，所以称它为循环 的 barrier。
CyclicBarrier  支持一个可选的Runnable 对象参数，在一组线程中的最后一个线程到达之后执行它（但在释放所有线程之前），
该命令只在每个屏障点运行一次。若在继续所有参与线程之前更新共享状态，此屏障操作很有用。 
注意 1:CyclicBarrier支持一个可选的Runnable，在一组线程中的最后一个线程到达之后（但在释放所有线程之前）执行Runnable
示例用法 ：下面是一个在并行分解设计中使用 barrier 的例子：

 class Solver {
   final int N;
   final float[][] data;
   final CyclicBarrier barrier;

   class Worker implements Runnable {
     int myRow;
     Worker(int row) { myRow = row; }
     public void run() {
       while (!done()) {
         processRow(myRow);

         try {
           barrier.await();
         } catch (InterruptedException ex) {
           return;
         } catch (BrokenBarrierException ex) {
           return;
         }
       }
     }
   }

   public Solver(float[][] matrix) {
     data = matrix;
     N = matrix.length;
     barrier = new CyclicBarrier(N,
                                 new Runnable() {
                                   public void run() {
                                     mergeRows(...);
                                   }
                                 });
     for (int i = 0; i < N; ++i)
       new Thread(new Worker(i)).start();

     waitUntilDone();
   }
 }

在这个例子中，每个 worker 线程处理矩阵的一行，在处理完所有的行之前，该线程将一直在屏障处等待。
处理完所有的行之后，将执行所提供的 Runnable 屏障操作，并合并这些行。
如果合并者确定已经找到了一个解决方案，那么 done() 将返回 true，所有的 worker 线程都将终止。
注意1 :这个例子感觉不怎么好。done()和waitUntilDone()对阅读代码干扰很大。
  如果屏障操作在执行时不依赖于正挂起的线程，则线程组中的任何线程在获得释放时都能执行该操作。
为方便此操作，每次调用 await() 都将返回能到达屏障处的线程的序列号。然后，您可以选择哪个线程应该执行屏障操作，例如：

if (barrier.await() == 0) {
     // log the completion of this iteration
   }

  注意 ： barrier.await() == barrier.getParties() - 1  表示是第一个到达的线程， barrier.await() == 0 表示这是最后一个到达的线程，当然此时它已经跨过了屏障。  至于线程是第几个跨越障碍的线程，这个不清楚，应该和线程的调度有关。
   可以参照实例1 。
  对于失败的同步尝试，CyclicBarrier 使用了一种要么全部要么全不 (all-or-none) 的破坏模式：
如果因为中断、失败或者超时等原因，导致线程过早地离开了屏障点，
那么在该屏障点等待的其他所有线程也将通过 BrokenBarrierException（如果它们几乎同时被中断，则用 InterruptedException）以反常的方式离开。
注意 ：如果因为中断、失败或者超时等原因，导致线程跨过了屏障点，那么其他线程将过BrokenBarrierException的方式跨过。（如果它们几乎同时被中断，则用 InterruptedException）

Memory consistency effects: Actions in a thread prior to calling await() happen-before actions that are part of the barrier action, which in turn happen-before actions following a successful return from the corresponding await() in other threads.
await()一定比在它之前的代码被执行，await()一定比它之后的代码先被执行;await()之前的代码一定比Runnable barrierAction先被执行，Runnable barrierAction一定比await()之后的代码先被执行

主要方法
public  CyclicBarrier (int parties,
                     Runnable barrierAction)
    创建一个新的 CyclicBarrier，它将在给定数量的参与者（线程）处于等待状态时启动，并在启动 barrier 时执行给定的屏障操作，该操作由最后一个进入 barrier 的线程执行。
    参数：
        parties - 在启动 barrier 前必须调用 await() 的线程数
        barrierAction - 在启动 barrier 时执行的命令；如果不执行任何操作，则该参数为 null 
    抛出：
        IllegalArgumentException - 如果 parties 小于 1
public  CyclicBarrier (int parties,
                     Runnable barrierAction)
    创建一个新的 CyclicBarrier，它将在给定数量的参与者（线程）处于等待状态时启动，并在启动 barrier 时执行给定的屏障操作，该操作由最后一个进入 barrier 的线程执行。
    参数：
        parties - 在启动 barrier 前必须调用 await() 的线程数
        barrierAction - 在启动 barrier 时执行的命令；如果不执行任何操作，则该参数为 null 
    抛出：
        IllegalArgumentException - 如果 parties 小于 1
public int  getParties()
    返回要求启动此 barrier 的参与者数目。
    返回：
        要求启动此 barrier 的参与者数目
public int  await()
          throws InterruptedException,
                 BrokenBarrierException
    在所有参与者都已经在此 barrier 上调用 await 方法之前，将一直等待。
    如果当前线程不是将到达的最后一个线程，出于调度目的，将禁用它，且在发生以下情况之一前，该线程将一直处于休眠状态：
        * 最后一个线程到达；或者
        * 其他某个线程中断当前线程；或者
        * 其他某个线程中断另一个等待线程；或者
        * 其他某个线程在等待 barrier 时超时；或者
        * 其他某个线程在此 barrier 上调用 reset()。 
    如果当前线程：
        * 在进入此方法时已经设置了该线程的中断状态；或者
        * 在等待时被中断 
    则抛出 InterruptedException，并且清除当前线程的已中断状态。
    如果在线程处于等待状态时 barrier 被 reset()，或者在调用 await 时 barrier 被损坏，抑或任意一个线程正处于等待状态，
    则抛出 BrokenBarrierException 异常。
    如果任何线程在等待时被中断，则其他所有等待线程都将抛出 BrokenBarrierException 异常，并将 barrier 置于损坏状态。
    如果当前线程是最后一个将要到达的线程，并且构造方法中提供了一个非空的屏障操作，则在允许其他线程继续运行之前，
    当前线程将运行该操作。如果在执行屏障操作过程中发生异常，则该异常将传播到当前线程中，并将 barrier 置于损坏状态。
    返回：
        到达的当前线程的序列号，其中，getParties() - 1 指示将到达的第一个线程，零指示最后一个到达的线程 
    抛出：
        InterruptedException - 如果当前线程在等待时被中断 
        BrokenBarrierException - 如果另一个 线程在当前线程等待时被中断或超时，或者重置了 barrier，
        或者在调用 await 时 barrier 被损坏，抑或由于异常而导致屏障操作（如果存在）失败。
注意 1: 返回是"到达的当前线程的序列号"，但是本质表示在当前线程到达时，还需要await几个线程。
barrier.await() == barrier.getParties() - 1  表示是第一个到达的线程， barrier.await() == 0 表示这是最后一个到达的线程，当然此时它已经跨过了屏障。  至于线程是第几个跨越障碍的线程，这个不清楚，应该和线程的调度有关。

注意 2:"如果当前线程不是将到达的最后一个线程，出于调度目的，将禁用它。"这里的禁用应该是指不分配时间片段给它吧。
 public int  await(long timeout,
                 TimeUnit unit)
          throws InterruptedException,
                 BrokenBarrierException,
                 TimeoutException
    在所有参与者都已经在此屏障上调用 await 方法之前将一直等待,或者超出了指定的等待时间。
    如果当前线程不是将到达的最后一个线程，出于调度目的，将禁用它，且在发生以下情况之一前，该线程将一直处于休眠状态：
        * 最后一个线程到达；或者
        * 超出指定的超时时间；或者
        * 其他某个线程中断当前线程；或者
        * 其他某个线程中断另一个等待线程；或者
        * 其他某个线程在等待 barrier 时超时；或者
        * 其他某个线程在此 barrier 上调用 reset()。 
    如果当前线程：
        * 在进入此方法时已经设置了该线程的中断状态；或者
        * 在等待时被中断 
    则抛出 InterruptedException，并且清除当前线程的已中断状态。
    如果超出指定的等待时间，则抛出 TimeoutException 异常。如果该时间小于等于零，则此方法根本不会等待。
    如果在线程处于等待状态时 barrier 被 reset()，或者在调用 await 时 barrier 被损坏，
    抑或任意一个线程正处于等待状态，则抛出 BrokenBarrierException 异常。
    如果任何线程在等待时被中断，则其他所有等待线程都将抛出 BrokenBarrierException，并将屏障置于损坏状态。
    如果当前线程是最后一个将要到达的线程，并且构造方法中提供了一个非空的屏障操作，
    则在允许其他线程继续运行之前，当前线程将运行该操作。如果在执行屏障操作过程中发生异常，
    则该异常将传播到当前线程中，并将 barrier 置于损坏状态。
    参数：
        timeout - 等待 barrier 的时间
        unit - 超时参数的时间单位 
    返回：
        到达的当前线程的索引，其中，索引 getParties() - 1 指示第一个将要到达的线程，零指示最后一个到达的线程 
    抛出：
        InterruptedException - 如果当前线程在等待时被中断 
        TimeoutException - 如果超出了指定的超时时间 
        BrokenBarrierException - 如果另一个 线程在当前线程等待时被中断或超时，或者重置了 barrier，
        或者调用 await 时 barrier 被损坏，抑或由于异常而导致屏障操作（如果存在）失败。
public boolean  isBroken()
    查询此屏障是否处于损坏状态。
    返回：
        如果因为构造或最后一次重置而导致中断或超时，从而使一个或多个参与者摆脱此 barrier，
        或者因为异常而导致某个屏障操作失败，则返回 true；否则返回 false。
public void reset()
    将屏障重置为其初始状态。如果所有参与者目前都在屏障处等待，则它们将返回，
    同时抛出一个 BrokenBarrierException。
     注意 ，在由于其他原因造成损坏之后，实行重置可能会变得很复杂；此时需要使用其他方式重新同步线程，并选择其中一个线程来执行重置。
    与为后续使用创建一个新 barrier 相比，这种方法可能更好一些。 
public int  getNumberWaiting()
    返回当前在屏障处等待的参与者数目。此方法主要用于调试和断言。
    返回：
        当前阻塞在 await() 中的参与者数目。
实例1
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
public class   CyclicBarrierDemo  {
     CyclicBarrierDemo ()
    {
        int number=5;
        CyclicBarrier barrier=new CyclicBarrier(number);
         try{
             for (int i=0;i<number;i++)
            {
                new CyclicBarrierDemoThread("thread"+i,barrier).start();
                Thread.sleep(100);
            }
        } catch (InterruptedException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
class   CyclicBarrierDemoThread   extends  Thread
{
    private CyclicBarrier barrier;
     CyclicBarrierDemoThread (String name,CyclicBarrier barrier)
    {
        super(name);
        this.barrier=barrier;
    }
     public void  run()
    {
         try {
        System.out.println(getName()+" has arrived");
        int val=barrier.await();
        System.out.println(getName()+" has crossd the barrier "+val);
        } catch (InterruptedException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
         catch (BrokenBarrierException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
运行结果
thread0 has arrived
thread1 has arrived
thread2 has arrived
thread3 has arrived
thread4 has arrived
thread0 has crossd the barrier 4
thread1 has crossd the barrier 3
thread4 has crossd the barrier 0
thread3 has crossd the barrier 1