Java并发编程--JUC并发工具类之CyclicBarrier

摘要

• 本文介绍CyclicBarrier相关技术

• 本文基于jdk1.8

CyclicBarrier介绍

• CyclicBarrier（回环栅栏或循环屏障），是 Java 并发库中的一个同步工具，通过它可以实现让一组线程等待至某个状态（屏障点）之后再全部同时执行。叫做回环是因为当所有等待线程都被释放以后，CyclicBarrier可以被重用。

• CyclicBarrier内部维护了一个计数器，当线程到达临界点时，会调用await()方法进行等待。当计数器达到指定的数量时，所有等待的线程都会被释放，并继续执行后续操作。
  

CyclicBarrier的常用方法

方法	描述
CyclicBarrier(int parties)	构造函数， parties表示屏障拦截的线程数量，每个线程调用 await 方法告诉 CyclicBarrier 我已经到达了屏
障，然后当前线程被阻塞。
CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)	构造函数，用于在线程到达屏障时，优先执行 barrierAction，方便处理更复杂的业务场景(该线程的执行时机是
在到达屏障之后再执行)
await()方法	线程通过调用await()方法进入等待状态，直到所有线程到达临界点。计数器将重置，并且所有等待的线程会被释放继续执行。
await(long timeout, TimeUnit unit)方法	超时等待
getParties()方法	获取参与线程的数量。
reset()方法	重置计数器，可以复用CyclicBarrier对象。
isBroken()方法	判断等待的线程是否被中断。

代码示例

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

public class CyclicBarrierExample {
    public static void main(String[] args) {
        final int THREAD_COUNT = 3;
        final CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(THREAD_COUNT, new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("All threads have reached the barrier. Let's continue!");
            }
        });

        // 创建并启动三个线程
        for (int i = 1; i <= THREAD_COUNT; i++) {
            Thread thread = new Thread(new Worker(barrier, "Thread " + i));
            thread.start();
        }
    }

    static class Worker implements Runnable {
        private final CyclicBarrier barrier;
        private final String name;

        public Worker(CyclicBarrier barrier, String name) {
            this.barrier = barrier;
            this.name = name;
        }

        @Override
        public void run() {
            System.out.println(name + " has started its task.");

            // 模拟工作
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            System.out.println(name + " has reached the barrier.");
            try {
                barrier.await(); // 等待其他线程到达栅栏
            } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            System.out.println(name + " has continued its task.");
        }
    }
}

• 在上述示例中，我们创建了一个CyclicBarrier对象，并指定参与线程的数量为3。

• 每个线程在执行任务前会先打印一条信息，然后模拟工作2秒钟。

• 接着，线程会调用barrier.await()方法等待其他线程到达栅栏。

• 当所有线程都到达栅栏后，其中一个线程会执行栅栏构造函数中传入的Runnable对象，并打印一条提示信息。

• 之后，所有线程会继续执行各自的任务。

CyclicBarrier的应用场景

• 多线程任务：CyclicBarrier 可以用于将复杂的任务分配给多个线程执行，并在所有线程完成工作后触发后续操作。

• 数据处理：CyclicBarrier 可以用于协调多个线程间的数据处理，在所有线程处理完数据后触发后续操作。

CyclicBarrier 与 CountDownLatch 区别

• CountDownLatch 是一次性的，CyclicBarrier 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，有的在等待倒计时结束。CyclicBarrier 参与的线程职责是一样的。