Java并发之CyclicBarrier工具类

一、CyclicBarrier工具类介绍

在上一篇文中我们介绍到了CountDownLatch工具类，其实CyclicBarrier和CountDownLatch工具类实现的功能差不多。我们可以从字面上理解CyclicBarrier意思就是可以循环使用的屏障。该工具类可以做到让一组线程到达一个屏障点的时候被阻塞，直到最后一个线程到达才开启屏障，继续往下执行。CyclicBarrier默认的构造方法是一个CyclicBarrier(int parties)。参数parties表示屏障需要拦截的线程数量。每个线程都会去调用await()方法通知道CyclicBarrier我已经到达屏障了。然后当前这个线程被阻塞，一直到所有的线程都到达屏障。另外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中的业务代码，方便处理更复杂的业务场景需求。

场景使用：Boss要开会，会议需要等到N个人到齐才能够正常进行开展。这个场景中就适合使用CyclicBarrier工具类。

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  2 import java.io.IOException;
  3 import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
  4 import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
  5 import java.util.concurrent.ExecutorService;
  6 import java.util.concurrent.Executors;
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  8 public class CyclicBarrierUserCase {
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 10     public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
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 12         CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(5,new Runnable() {
 13             @Override
 14             public void run() {
 15                 System.out.println(" 开会了，996工作要开始了！");
 16             }
 17         });
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 19         ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
 20         executor.submit(new Thread(new Worker(barrier, "项目经理")));
 21         executor.submit(new Thread(new Worker(barrier, "产品经理")));
 22         executor.submit(new Thread(new Worker(barrier, "程序员1号")));
 23         executor.submit(new Thread(new Worker(barrier, "程序员2号")));
 24         executor.submit(new Thread(new Worker(barrier, "程序员3号")));
 25         executor.shutdown();
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 27     }
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 31 }
 32 class Worker implements Runnable{
 33     // 一个同步辅助类，它允许一组线程互相等待，直到到达某个公共屏障点 (common barrier point)
 34     private CyclicBarrier barrier;
 35     private String name;
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 37     public Worker(CyclicBarrier barrier,String name){
 38         this.barrier = barrier;
 39         this.name = name;
 40     }
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 42     @Override
 43     public void run() {
 44         try{
 45             System.out.println(name + " 准备好了...");
 46             // barrier的await方法，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。
 47             barrier.await();
 48         }catch (InterruptedException e) {
 49             e.printStackTrace();
 50         } catch (BrokenBarrierException e) {
 51             e.printStackTrace();
 52         }
 53     }
 54 }

  1 项目经理 准备好了...
  2 程序员1号 准备好了...
  3 程序员2号 准备好了...
  4 程序员3号 准备好了...
  5 产品经理 准备好了...
  6 开会了，996工作要开始了！

其实await方法的处理逻辑除了一直等待到最后一个线程到达之外还有其他情况会终止线程的等待：

1. 最后一个线程到达，即index == 0

2. 超出了指定时间（超时等待）

3. 其他的某个线程中断当前线程

4. 其他的某个线程中断另一个等待的线程

5. 其他的某个线程在等待barrier超时

6. 其他的某个线程在此barrier调用reset()方法。reset()方法用于将屏障重置为初始状态。

二、CyclicBarrier和CountDownLatch的比较

1. CountDownLatch计数器不可以复用，即计数器使用以后不能够重置，但是CyclicBarrier可以调用reset()重置。当计算任务失败的时候可以重新计算。

2. CyclicBarrier提供了更多的方法例如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。

3. CountDownLatch计数器是通过调用countDown()方法进行减一计算，调用await()方法只进行阻塞，对计数没任何影响。CyclicBarrier是通过调用await()方法进行加1运算。若加1后的值不等于构造方法的值，则线程阻塞。