CyclicBarrier它允许一组线程互相等待。继续演示英雄联盟开黑小Demo
Demo
public class CyclicBarrierDemo {
public static void main(String[] args) {
// 发车线程
Thread play =new Thread(()->{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"发车发车");
});
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(5,play);
for (int i = 0; i < 5 ; i++) {
new Thread(()->{
// 憨憨上号中。。。
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在上号");
try {
// 模拟憨憨上号时间
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 憨憨上号成功 count - 1
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"已上号，等待发车");
try {
barrier.await();
} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
},"第"+(i+1)+"个人").start();
}
}
}
具体运行结果如下：
CyclicBarrier介绍
CyclicBarrier，一个同步辅助类，在API中是这么介绍的： 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。 通俗点讲就是：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干活。
Thread play =new Thread(()->{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"发车发车");
});
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(5,play);
如上述代码，这组线程有5个，被拦截的是play线程，只有当5个线程全部运行结束后，才能开始运行play线程。
CyclicBarrier原理解析
通过上图我们可以看到CyclicBarrier的内部是使用重入锁ReentrantLock和Condition。它有两个构造函数：
- 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，但它不会在启动 barrier 时执行预定义的操作。
- 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。
parties表示拦截线程的数量。 barrierAction 为CyclicBarrier接收的Runnable命令，用于在线程到达屏障时，优先执行barrierAction ，用于处理更加复杂的业务场景。
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {
if (parties <= 0) throw new IllegalArgumentException();
this.parties = parties;
this.count = parties;
this.barrierCommand = barrierAction;
}
public CyclicBarrier(int parties) {
this(parties, null);
}
根据小Demo，我们只调用CyclicBarrier的await方法，可见await方法是最重要的。
先看下await方法的源码
CyclicBarrier.await()方法
public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException {
try {
return dowait(false, 0L);//不超时等待
} catch (TimeoutException toe) {
throw new Error(toe); // cannot happen
}
}
所有参与者都已经在此 barrier 上调用 await 方法之前，将一直等待
CyclicBarrier.dowait()方法
private int dowait(boolean timed, long nanos)
throws InterruptedException, BrokenBarrierException,
TimeoutException {
//获取锁
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
//分代
final Generation g = generation;
//当前generation“已损坏”，抛出BrokenBarrierException异常
//抛出该异常一般都是某个线程在等待某个处于“断开”状态的CyclicBarrie
if (g.broken)
//当某个线程试图等待处于断开状态的 barrier 时，或者 barrier 进入断开状态而线程处于等待状态时，抛出该异常
throw new BrokenBarrierException();
//如果线程中断，终止CyclicBarrier
if (Thread.interrupted()) {
breakBarrier();
throw new InterruptedException();
}
//进来一个线程 count - 1
int index = --count;
//count == 0 表示所有线程均已到位，触发Runnable任务
if (index == 0) { // tripped
boolean ranAction = false;
try {
final Runnable command = barrierCommand;
//触发任务
if (command != null)
command.run();
ranAction = true;
//唤醒所有等待线程，并更新generation
nextGeneration();
return 0;
} finally {
if (!ranAction)
breakBarrier();
}
}
for (;;) {
try {
//如果不是超时等待，则调用Condition.await()方法等待
if (!timed)
trip.await();
else if (nanos > 0L)
//超时等待，调用Condition.awaitNanos()方法等待
nanos = trip.awaitNanos(nanos);
} catch (InterruptedException ie) {
if (g == generation && ! g.broken) {
breakBarrier();
throw ie;
} else {
// We're about to finish waiting even if we had not
// been interrupted, so this interrupt is deemed to
// "belong" to subsequent execution.
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
if (g.broken)
throw new BrokenBarrierException();
//generation已经更新，返回index
if (g != generation)
return index;
//“超时等待”，并且时间已到,终止CyclicBarrier，并抛出异常
if (timed && nanos <= 0L) {
breakBarrier();
throw new TimeoutException();
}
}
} finally {
//释放锁
lock.unlock();
}
}
await的作用很简单,就是该线程不是到达的最后一个线程，则他会一直处于等待状态，除非有其他情况
- 最后一个线程到达，即index == 0
- 超出了指定时间（超时等待）
- 其他的某个线程中断当前线程
- 其他的某个线程中断另一个等待的线程
- 其他的某个线程在等待barrier超时
- 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。
CyclicBarrier和CountDownLatch区别
- CountDownLatch的作用是允许1或N个线程等待其他线程完成执行；而CyclicBarrier则是允许N个线程相互等待
- CountDownLatch的计数器无法被重置；CyclicBarrier的计数器可以被重置后使用，因此它被称为是循环的barrier
- CyclicBarrier还提供了其他有用的方法，比如getNumberWaiting可以获得CyclicBarrier阻塞的线程；isBroken方法可以用来了解阻塞的线程是否被中断
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