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# CyclicBarrier 是什么

CyclicBarrier 的字面意思是可循环使用的屏障。主要是让一组线程到达一个"屏障"时被阻塞,直到最后一个线程到达屏障时,屏障才会开门,所有被屏障拦截的线程才会继续运行。


我们举一个抽象的例子:

  • 有一个密室项目,有 5 个密道的门,每道门默认情况下是密封的
  • 有 10 个人参与该项目
  • 项目的规定是,找到门后必须等待所有参与的人到齐后,门才可以打开,然后进入下一个密道

该例子中:

  • 密道的门即:屏障
  • 人到齐后才可以开门进入下一个密道即:到达屏障时,屏障才会开门,所有被屏障拦截的线程才会继续运行

# CyclicBarrier 如何使用

  • 构造方法参数说明 CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)
    • parties 是参与线程的个数
    • 第二个构造方法有一个 Runnable 参数,这个参数的意思是最后一个到达线程要做的任务
  • getNumberWaiting 方法可以获得阻塞的线程数量
  • isBroken 方法用来了解阻塞的线程是否被中断
  • reset 方法用于重置状态

下面示例中模拟了 5 道门(屏障),线程的睡眠表示每个人找下一道门花费的时间:

  • 以上述抽象例子的密室项目为例:
  • 每个人花费一定的时间寻找当前的密道门
  • 所有人找到当前密道门时,密道门才打开,进入下一密道
public class CyclicBarrierExample {
    // 线程池
    private final ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);

    // 密室项目 , people 参与人数
    public void resolveExcel(int people) {

        final CyclicBarrier latch = new CyclicBarrier(people);
        for (int i = 0; i < people; i++) {
            int pName = i;
            executor.submit(() -> {
                log.info("{} , 进入密室...", pName);
                try {
                    latch.await(); // 第一道门

                    // 模拟一个随机时间,作为迷宫的寻找时间
                    Thread.sleep(new Random().nextInt(1000)); 
                    latch.await(); // 第二道门

                    Thread.sleep(new Random().nextInt(1000));
                    latch.await(); // 第三道门

                    Thread.sleep(new Random().nextInt(1000));
                    latch.await(); // 第四道门

                    Thread.sleep(new Random().nextInt(1000));
                    latch.await(); // 第五道门
                } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
                    log.info("等待过程异常");
                }

                log.info("{} , 逃出密室...", pName);
            });
        }
    }
}

# CyclicBarrier 实现原理

CyclicBarrier 内部使用 ReentrantLock 与 Condition 维护等待状态,放行状态。

  • ReentrantLock 用于正确修改维护等待状态的变量
  • Condition 用于线程的等待通知机制实现

主要处理逻辑:

  • 调用 await 的线程判断当前等待数量是否等于屏障放行数量
  • 如果不可以放行,当前计数-1,当前线程进入等待状态
  • 如果可以放行,重置等待相关变量数据,唤醒所有等待的线程
  • 如果调用 reset 方法重置后,等待的状态将变为破坏,等待中的线程将抛出 BrokenBarrierException 异常

# 应用场景

  • 可以用于多线程计算数据,最后合并计算结果的场景。
  • 如果计算发生错误,可以重置计数器,并让线程重新执行一次。

# CyclicBarrier 与 CountDownLatch 区别

  • CountDownLatch 计数器是一次性的,CyclicBarrier 计数器是可循环利用的。
  • CountDownLatch 参与的线程的职责是不一样的,有的在倒计时(工作的线程),有的在等待倒计时结束(启动工作的线程)。CyclicBarrier 参与的线程职责是一样的。
最后修改时间: 2/17/2020, 4:43:04 AM