.NET同步原语Barrier简介

Barrier（屏障）是一种自定义的同步原语（synchronization primitive），它解决了多个线程（参与者）在多个阶段之间的并发和协调问题。

1）多个参与者执行相同的几个阶段的操作

2）在每一个阶段内，多个参与者并发执行

3）一个屏障点代表一个阶段的结束

4）一个参与者运行至屏障点时被阻塞，需要等待其他参与者都到达屏障点

5）所有参与者都到达了屏障点，才可以进入下一个阶段

创建Barrier时，需要指定参与者数量。它允许动态的添加或者删除参与者。

Barrier适合多个线程执行多个阶段的操作。如果只有一个或两个阶段，可以考虑ContinueWhenAll。

下面是一个简单的例子。4个线程执行执行4个阶段。

四个阶段的代码。（每个阶段只是输出文本，表示某个阶段的某个任务结束）

private static void RunPhase1(int taskId)
{
    Console.WriteLine("phase 1, task {0} completed", taskId);
}
private static void RunPhase2(int taskId)
{
    Console.WriteLine("phase 2, task {0} completed", taskId);
}
private static void RunPhase3(int taskId)
{
    Console.WriteLine("phase 3, task {0} completed", taskId);
}
private static void RunPhase4(int taskId)
{
    Console.WriteLine("phase 4, task {0} completed", taskId);
}

Barrier代码。（定义参与者数量，以及到达屏障点所做的事情，即输出文本宝石当前阶段结束）

private static Barrier barrier = new Barrier(4, (b) =>
{
    Console.WriteLine("phase {0} completed", b.CurrentPhaseNumber);
    Console.WriteLine();
});

Main方法代码。（创建4个任务，执行四个阶段，每个阶段结束时调用SignalAndWait方法设立屏障点）

static void Main(string[] args)
{
    var tasks = new List<Task>();
    for (var i = 0; i < 4; i++)
    {
        tasks.Add(Task.Factory.StartNew((index) =>
        {
            var taskId = (int)index;

            RunPhase1(taskId);
            barrier.SignalAndWait();

            RunPhase2(taskId);
            barrier.SignalAndWait();

            RunPhase3(taskId);
            barrier.SignalAndWait();

            RunPhase4(taskId);
            barrier.SignalAndWait();

        }, i));
    }

    var finalTask = Task.Factory.ContinueWhenAll(tasks.ToArray(), (taskList) =>
    {
        Task.WaitAll(taskList);
        Console.WriteLine("all phases completed");
        barrier.Dispose();
    });
    finalTask.Wait();

    Console.ReadLine();
}

运行代码，查看结果。您会发现4个任务在每个阶段的完成顺序不太一样，所有任务完成后才进入下一个阶段。

参考：

Barrier的微软官网介绍

Barrier类的构成

本文有不妥之处，请见谅。