JAVA多线程学习十三 - 同步工具CyclicBarrier与CountDownLatch
一、CyclicBarrier
CyclicBarrier是一个同步辅助类,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)。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类似于CountDownLatch也是个计数器, 不同的是CyclicBarrier数的是调用了CyclicBarrier.await()进入等待的线程数, 当线程数达到了CyclicBarrier初始时规定的数目时,所有进入等待状态的线程被唤醒并继续。 CyclicBarrier就象它名字的意思一样,可看成是个障碍, 所有的线程必须到齐后才能一起通过这个障碍。 CyclicBarrier初始时还可带一个Runnable的参数,此Runnable任务在CyclicBarrier的数目达到后,所有其它线程被唤醒前被执行。
构造方法摘要:
| 造方法摘要 |
|---|
| CyclicBarrier(int parties) 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,但它不会在每个 barrier 上执行预定义的操作。 |
| 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 |
方法摘要
| 返回值 | 方法 |
|---|---|
| int | await() 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。 |
| int | await(long timeout, TimeUnit unit) 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。 |
| int | getNumberWaiting() 返回当前在屏障处等待的参与者数目。 |
| int | getParties() 返回要求启动此 barrier 的参与者数目。 |
| boolean | isBroken() 查询此屏障是否处于损坏状态。 |
| void | reset() 将屏障重置为其初始状态。 |
代码示例 :
示例一:

import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Semaphore; public class CyclicBarrierTest { public static void main(String[] args) {
ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
final CyclicBarrier cb = new CyclicBarrier(3);//创建CyclicBarrier对象并设置3个公共屏障点
for(int i=0;i<3;i++){
Runnable runnable = new Runnable(){
public void run(){
try {
Thread.sleep((long)(Math.random()*10000));
System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() +
"即将到达集合地点1,当前已有" + cb.getNumberWaiting() + "个已经到达,正在等候");
cb.await();//到此如果没有达到公共屏障点,则该线程处于等待状态,如果达到公共屏障点则所有处于等待的线程都继续往下运行 Thread.sleep((long)(Math.random()*10000));
System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() +
"即将到达集合地点2,当前已有" + cb.getNumberWaiting() + "个已经到达,正在等候");
cb.await();
Thread.sleep((long)(Math.random()*10000));
System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() +
"即将到达集合地点3,当前已有" + cb.getNumberWaiting() + "个已经到达,正在等候");
cb.await();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
};
service.execute(runnable);
}
service.shutdown();
}
}

输出:

线程pool-1-thread-2即将到达集合地点1,当前已有0个已经到达,正在等候
线程pool-1-thread-1即将到达集合地点1,当前已有1个已经到达,正在等候
线程pool-1-thread-3即将到达集合地点1,当前已有2个已经到达,正在等候
线程pool-1-thread-3即将到达集合地点2,当前已有0个已经到达,正在等候
线程pool-1-thread-1即将到达集合地点2,当前已有1个已经到达,正在等候
线程pool-1-thread-2即将到达集合地点2,当前已有2个已经到达,正在等候
线程pool-1-thread-3即将到达集合地点3,当前已有0个已经到达,正在等候
线程pool-1-thread-2即将到达集合地点3,当前已有1个已经到达,正在等候
线程pool-1-thread-1即将到达集合地点3,当前已有2个已经到达,正在等候

示例二:
如果在构造CyclicBarrier对象的时候传了一个Runnable对象进去,则每次到达公共屏障点的时候都最先执行这个传进去的Runnable,然后再执行处于等待的Runnable。如果把上面的例子改成下面这样:

package com.thread;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Semaphore; public class CyclicBarrierTest { public static void main(String[] args) {
ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
//final CyclicBarrier cb = new CyclicBarrier(3);//创建CyclicBarrier对象并设置3个公共屏障点
final CyclicBarrier cb = new CyclicBarrier(3,new Runnable(){
@Override
public void run() {
System.out.println("********我最先执行***********");
}
});
for(int i=0;i<3;i++){
Runnable runnable = new Runnable(){
public void run(){
try {
Thread.sleep((long)(Math.random()*10000));
System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() +
"即将到达集合地点1,当前已有" + cb.getNumberWaiting() + "个已经到达,正在等候");
cb.await();//到此如果没有达到公共屏障点,则该线程处于等待状态,如果达到公共屏障点则所有处于等待的线程都继续往下运行 Thread.sleep((long)(Math.random()*10000));
System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() +
"即将到达集合地点2,当前已有" + cb.getNumberWaiting() + "个已经到达,正在等候");
cb.await(); //这里CyclicBarrier对象又可以重用
Thread.sleep((long)(Math.random()*10000));
System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() +
"即将到达集合地点3,当前已有" + cb.getNumberWaiting() + "个已经到达,正在等候");
cb.await();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
};
service.execute(runnable);
}
service.shutdown();
}
}

结果

线程pool-1-thread-1即将到达集合地点1,当前已有0个已经到达,正在等候
线程pool-1-thread-3即将到达集合地点1,当前已有1个已经到达,正在等候
线程pool-1-thread-2即将到达集合地点1,当前已有2个已经到达,正在等候
********我最先执行***********
线程pool-1-thread-1即将到达集合地点2,当前已有0个已经到达,正在等候
线程pool-1-thread-3即将到达集合地点2,当前已有1个已经到达,正在等候
线程pool-1-thread-2即将到达集合地点2,当前已有2个已经到达,正在等候
********我最先执行***********
线程pool-1-thread-1即将到达集合地点3,当前已有0个已经到达,正在等候
线程pool-1-thread-3即将到达集合地点3,当前已有1个已经到达,正在等候
线程pool-1-thread-2即将到达集合地点3,当前已有2个已经到达,正在等候
********我最先执行***********

二、CountDownLatch
一个同步辅助类,在完成一组正在其他线程中执行的操作之前,它允许一个或多个线程一直等待。
用给定的计数 初始化 CountDownLatch。由于调用了 countDown() 方法,所以在当前计数到达零之前,await 方法会一直受阻塞。之后,会释放所有等待的线程,await 的所有后续调用都将立即返回。这种现象只出现一次——计数无法被重置。如果需要重置计数,请考虑使用 CyclicBarrier。
CountDownLatch 是一个通用同步工具,它有很多用途。将计数 1 初始化的 CountDownLatch 用作一个简单的开/关锁存器,或入口:在通过调用 countDown() 的线程打开入口前,所有调用 await 的线程都一直在入口处等待。用 N 初始化的 CountDownLatch 可以使一个线程在 N 个线程完成某项操作之前一直等待,或者使其在某项操作完成 N 次之前一直等待。
CountDownLatch 的一个有用特性是,它不要求调用 countDown 方法的线程等到计数到达零时才继续,而在所有线程都能通过之前,它只是阻止任何线程继续通过一个 await。
构造方法摘要
CountDownLatch(int count) 构造一个用给定计数初始化的 CountDownLatch。
方法摘要
| 返回值 | 方法 |
|---|---|
| void | await() 使当前线程在锁存器倒计数至零之前一直等待,除非线程被中断。 |
| boolean | await(long timeout, TimeUnit unit) 使当前线程在锁存器倒计数至零之前一直等待,除非线程被中断或超出了指定的等待时间。 |
| void | countDown() 递减锁存器的计数,如果计数到达零,则释放所有等待的线程。 |
| long | getCount() 返回当前计数。 |
| String | toString() 返回标识此锁存器及其状态的字符串。 |
代码示例
一种典型用法是,将一个问题分成 N 个部分,用执行每个部分并让锁存器倒计数的 Runnable 来描述每个部分,然后将所有 Runnable 加入到 Executor 队列。当所有的子部分完成后,协调线程就能够通过 await。(当线程必须用这种方法反复倒计数时,可改为使用 CyclicBarrier。)
示例一:

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors; public class CountdownLatchTest1 { public static void main(String[] args) {
ExecutorService service = Executors. newFixedThreadPool(3);
final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);
for (int i = 0; i < 3; i++) {
Runnable runnable = new Runnable() { @Override
public void run() {
try {
System. out.println("子线程" + Thread.currentThread().getName() + "开始执行");
Thread. sleep((long) (Math. random() * 10000));
System. out.println("子线程" + Thread.currentThread().getName() + "执行完成");
latch.countDown(); // 当前线程调用此方法,则计数减一
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
};
service.execute(runnable);
} try {
System. out.println("主线程" + Thread.currentThread().getName() + "等待子线程执行完成..." );
latch.await(); // 阻塞当前线程,直到计时器的值为0
System. out.println("主线程" + Thread.currentThread().getName() + "开始执行...");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

示例二:百米赛跑,4名运动员选手到达场地等待裁判口令,裁判一声口令,选手听到后同时起跑,当所有选手到达终点,裁判进行汇总汇总排名。

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors; public class CountdownLatchTest2 { public static void main(String[] args) {
ExecutorService service = Executors. newCachedThreadPool();
final CountDownLatch cdOrder = new CountDownLatch(1);
final CountDownLatch cdAnswer = new CountDownLatch(4);
for (int i = 0; i < 4; i++) {
Runnable runnable = new Runnable() {
public void run() {
try {
System. out.println("选手" + Thread.currentThread().getName() + "正等待裁判发布口令");
cdOrder.await();
System. out.println("选手" + Thread.currentThread().getName() + "已接受裁判口令");
Thread. sleep((long) (Math. random() * 10000));
System. out.println("选手" + Thread.currentThread().getName() + "到达终点");
cdAnswer.countDown();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
};
service.execute(runnable);
}
try {
Thread. sleep((long) (Math. random() * 10000)); System. out.println("裁判" + Thread.currentThread ().getName() + "即将发布口令" );
cdOrder.countDown();
System. out.println("裁判" + Thread.currentThread ().getName() + "已发送口令,正在等待所有选手到达终点" );
cdAnswer.await();
System. out.println("所有选手都到达终点" );
System. out.println("裁判" + Thread.currentThread ().getName() + "汇总成绩排名" );
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
service.shutdown(); }
}

三、CountDownLatch与CyclicBarrier对比
| CountDownLatch | CyclicBarrier |
|---|---|
| 减计数方式 | 加计数方式 |
| 计算为0时释放所有等待的线程 | 计数达到指定值时释放所有等待线程 |
| 计数为0时,无法重置 | 计数达到指定值时,计数置为0重新开始 |
| 调用countDown()方法计数减一,调用await()方法只进行阻塞,对计数没任何影响 | 调用await()方法计数加1,若加1后的值不等于构造方法的值,则线程阻塞 |
| 不可重复利用 | 可重复利用 |
其它学习资料:
CyclicBarrier的用法
CountDownLatch(倒计时计数器)使用说明
CyclicBarrier和CountDownLatch区别
https://www.cnblogs.com/pony1223/p/9303016.html
JAVA多线程学习十三 - 同步工具CyclicBarrier与CountDownLatch的更多相关文章
- JAVA多线程提高十:同步工具CyclicBarrier与CountDownLatch
今天继续学习其它的同步工具:CyclicBarrier与CountDownLatch 一.CyclicBarrier CyclicBarrier是一个同步辅助类,它允许一组线程互相等待,直到到达某个公 ...
- Java八个并发学习——线程同步工具CyclicBarrier
本文是一篇文章对网络的研究摘要,感谢您的无私分享. CyclicBarrier 类有一个整数初始值,此值表示将在同一点同步的线程数量.当当中一个线程到达确定点,它会调用await() 方法来等待其它线 ...
- JAVA多线程提高十三:同步集合类的应用
1.引言 在多线程的环境中,如果想要使用容器类,就需要注意所使用的容器类是否是线程安全的.在最早开始,人们一般都在使用同步容器(Vector,HashTable),其基本的原理,就是针对容器的每一个操 ...
- JAVA多线程提高十一:同步工具Exchanger
Exchanger可以在对中对元素进行配对和交换的线程的同步点.每个线程将条目上的某个方法呈现给 exchange 方法,与伙伴线程进行匹配,并且在返回时接收其伙伴的对象.Exchanger 可能被视 ...
- “全栈2019”Java多线程第二十三章:活锁(Livelock)详解
难度 初级 学习时间 10分钟 适合人群 零基础 开发语言 Java 开发环境 JDK v11 IntelliJ IDEA v2018.3 文章原文链接 "全栈2019"Java多 ...
- “全栈2019”Java多线程第十三章:线程组ThreadGroup详解
难度 初级 学习时间 10分钟 适合人群 零基础 开发语言 Java 开发环境 JDK v11 IntelliJ IDEA v2018.3 文章原文链接 "全栈2019"Java多 ...
- Java多线程学习(六)Lock锁的使用
系列文章传送门: Java多线程学习(二)synchronized关键字(1) Java多线程学习(二)synchronized关键字(2) Java多线程学习(三)volatile关键字 Java多 ...
- Java多线程学习(转载)
Java多线程学习(转载) 时间:2015-03-14 13:53:14 阅读:137413 评论:4 收藏:3 [点我收藏+] 转载 :http://blog ...
- java多线程学习笔记——详细
一.线程类 1.新建状态(New):新创建了一个线程对象. 2.就绪状态(Runnable):线程对象创建后,其他线程调用了该对象的start()方法.该状态的线程位于可运行线程池中, ...
随机推荐
- 一文解析Apache Avro数据
摘要:本文将演示如果序列化生成avro数据,并使用FlinkSQL进行解析. 本文分享自华为云社区<[技术分享]Apache Avro数据的序列化.反序列&&FlinkSQL解析 ...
- [python]MergeTxt按列合并同一个文件下多个txt文件
开发需求:应项目需要,要将记录成txt的实验数据进行按列合并(也即为不同文件上下合并),从而进行机器学习训练. 实验数据类似如此 模拟验证数据 1.txt *****1***** abcdefghij ...
- 如何通过Navicat远程访问宝塔面板安装的MySQL数据库
运行环境描述 阿里云ECS 系统:CentOS Linux 7.4.1708 (Core)宝塔面板: 6.9.0数据库:MySQL 5.7.19 Navicat 远程连接 Navicat报错信息: 错 ...
- Java程序设计基础笔记 • 【第4章 条件结构】
全部章节 >>>> 本章目录 4.1 条件结构 4.1.1 程序流程控制 4.1.2 单分支if结构 4.1.3 双分支if结构 4.1.4 实践练习 4.2 多重条件结 ...
- 从0开始手把手带你入门Vue3-全网最全(1.1w字)
天命不足畏,祖宗不足法. --王安石 前言 本文并非标题党,而是实实在在的硬核文章,如果有想要学习Vue3的网友,可以大致的浏览一下本文,总体来说本篇博客涵盖了Vue3中绝大部分内容,包含常用的Com ...
- c# - 常量定义与赋值
1.前言 c#与Java很相似,但是不一样,又与js(JavaScript)相似,但是也不一样,所以我认为c#是Java和 js的孩子. 2.常量定义 字符串: const string = &quo ...
- Java数据类型 long 与 Long 的区别 和 正确用法
1.区别 (1) long 是 基本类型 [类似于 int] Long 是 对象类型 [类似于Integer] (2) long 默认值是 0 Long 默认值是 null 2.比较方法 (1) ...
- Linux上天之路(十二)之服务管理
主要内容 服务介绍 独立服务 非独立服务 1. 服务介绍 服务:常驻在内存中的程序,且可以提供一些系统或网络功能,那就是服务. 计算机中的系统服务有很多,比如: apache提供web服务 ftp提供 ...
- PPT变为gif效果
原文链接:https://www.toutiao.com/i6496812863263343117/ 首先我们点击"文件按钮" 在下拉列表中选择"另存为" 在& ...
- vue 因为使用scope后选择器和标签出现[data-v
使用scope的以后出现datd-v,例如: <div data-v-2311c06a class="button-warp"> <button data-v-2 ...