一、簡(jiǎn)介

CyclicBarrier 字面意思回環(huán)柵欄（循環(huán)屏障），它可以實(shí)現(xiàn)讓一組執(zhí)行緒等待至某個(gè)狀態(tài)（屏障點(diǎn)）之後再全部同時(shí)執(zhí)行。叫做回環(huán)是因?yàn)楫?dāng)所有等待線程都被釋放以後，CyclicBarrier可以被重複使用。?

CyclicBarrier 作用是讓一組執(zhí)行緒互相等待，當(dāng)達(dá)到一個(gè)共同點(diǎn)時(shí)，所有先前等待的執(zhí)行緒再繼續(xù)執(zhí)行，且 CyclicBarrier 功能可重複使用。

二、CyclicBarrier的使用

#建構(gòu)方法：

 // parties表示屏障攔截的線程數(shù)量，每個(gè)線程調(diào)用 await 方法告訴 CyclicBarrier 我已經(jīng)到達(dá)了屏障，然后當(dāng)前線程被阻塞。
 public CyclicBarrier(int parties)
 // 用于在線程到達(dá)屏障時(shí)，優(yōu)先執(zhí)行 barrierAction，方便處理更復(fù)雜的業(yè)務(wù)場(chǎng)景(該線程的執(zhí)行時(shí)機(jī)是在到達(dá)屏障之后再執(zhí)行)

重要方法：

//屏障 指定數(shù)量的線程全部調(diào)用await()方法時(shí)，這些線程不再阻塞
// BrokenBarrierException 表示柵欄已經(jīng)被破壞，破壞的原因可能是其中一個(gè)線程 await() 時(shí)被中斷或者超時(shí)
public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException
public int await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, BrokenBarrierException, TimeoutException
//循環(huán)  通過(guò)reset()方法可以進(jìn)行重置

CyclicBarrier 應(yīng)用場(chǎng)景

• 利用CyclicBarrier 可以用於多執(zhí)行緒計(jì)算數(shù)據(jù)，最後合併計(jì)算結(jié)果的場(chǎng)景。

• 利用CyclicBarrier的計(jì)數(shù)器能夠重置，屏障可以重複使用的特性，可以支援類(lèi)似「人滿發(fā)車(chē)」的場(chǎng)景

##模擬合併計(jì)算場(chǎng)景

利用CyclicBarrier 可以用於多執(zhí)行緒計(jì)算數(shù)據(jù)，最後合併計(jì)算結(jié)果的場(chǎng)景。

public class CyclicBarrierTest2 {
    //保存每個(gè)學(xué)生的平均成績(jī)
    private Conc urrentHashMap<String, Integer> map=new ConcurrentHashMap<String,Integer>();
    private ExecutorService threadPool= Executors.newFixedThreadPool(3);
    private CyclicBarrier cb=new CyclicBarrier(3,()->{
        int result=0;
        Set<String> set = map.keySet();
        for(String s:set){
            result+=map.get(s);
        }
        System.out.println("三人平均成績(jī)?yōu)?"+(result/3)+"分");
    });
    public void count(){
        for(int i=0;i<3;i++){
            threadPool.execute(new Runnable(){

                @Override
                public void run() {
                    //獲取學(xué)生平均成績(jī)
                    int score=(int)(Math.random()*40+60);
                    map.put(Thread.currentThread().getName(), score);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                            +"同學(xué)的平均成績(jī)?yōu)椋?quot;+score);
                    try {
                        //執(zhí)行完運(yùn)行await(),等待所有學(xué)生平均成績(jī)都計(jì)算完畢
                        cb.await();
                    } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }

            });
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        CyclicBarrierTest2 cb=new CyclicBarrierTest2();
        cb.count();
    }
}

模擬「人滿發(fā)車(chē)」的場(chǎng)景

利用CyclicBarrier的計(jì)數(shù)器能夠重置，屏障可以重複使用的特性，可以支援類(lèi)似「人滿發(fā)車(chē)」的場(chǎng)景

public class CyclicBarrierTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        AtomicInteger counter = new AtomicInteger();
        ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
                5, 5, 1000, TimeUnit.SECONDS,
                new ArrayBlockingQueue<>(100),
                (r) -> new Thread(r, counter.addAndGet(1) + " 號(hào) "),
                new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());

        CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(5,
                () -> System.out.println("裁判：比賽開(kāi)始~~"));

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            threadPoolExecutor.submit(new Runner(cyclicBarrier));
        }

    }
    static class Runner extends Thread{
        private CyclicBarrier cyclicBarrier;
        public Runner (CyclicBarrier cyclicBarrier) {
            this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
        }
        @Override
        public void run() {
            try {
                int sleepMills = ThreadLocalRandom.current().nextInt(1000);
                Thread.sleep(sleepMills);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 選手已就位, 準(zhǔn)備共用時(shí)： " + sleepMills + "ms" + cyclicBarrier.getNumberWaiting());
                cyclicBarrier.await();

            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }catch(BrokenBarrierException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

}

輸出結(jié)果：

3 號(hào)?選手已就位, 準(zhǔn)備共用時(shí)： 78ms0

1 號(hào)?選手已就位, 準(zhǔn)備共用時(shí)： 395ms1
5 號(hào)?選手已就位, 準(zhǔn)備共用時(shí)： 733ms2
2 號(hào)?選手已就位, 準(zhǔn)備共用時(shí)： 776ms3
4 號(hào)?選手已就位, 準(zhǔn)備共用時(shí)： 807ms4
裁判：比賽開(kāi)始~~
4 號(hào)?選手已就位, 準(zhǔn)備共用時(shí)： 131ms0
3 號(hào)?選手已就位, 準(zhǔn)備共用時(shí)： 256ms1
2 號(hào)?選手已就位, 準(zhǔn)備共用時(shí)： 291ms2
# 1 號(hào)?選手已就位, 準(zhǔn)備共用時(shí)： 588ms3
5 號(hào)?選手已就位, 準(zhǔn)備共用時(shí)： 763ms4
裁判：比賽開(kāi)始~~

#三、CyclicBarrier 原始碼分析

CyclicBarrier 流程??

主要是的流程：

• 取得鎖定如果count != 0 就進(jìn)入阻塞；

• 進(jìn)入阻塞之前，首先需要進(jìn)入條件佇列，然後釋放鎖，最後阻塞；

• 如果count != 0 會(huì)進(jìn)行一個(gè)喚醒，將所有的條件佇列中的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換為阻塞佇列；

• 被喚醒後會(huì)進(jìn)行鎖定的獲取，如果鎖定獲取失敗，會(huì)進(jìn)入lock 的阻塞佇列；

• 如果鎖定取得成功，進(jìn)行鎖定的釋放，以及喚醒，同步佇列中的執(zhí)行緒。

下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的流程圖：

下面是一些具體的程式碼呼叫的流程：

幾個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題？

• 1.一組執(zhí)行緒在觸發(fā)屏障之前互相等待，最後一個(gè)執(zhí)行緒到達(dá)屏障後喚醒邏輯是如何實(shí)現(xiàn)的. 喚醒的過(guò)程是透過(guò)呼叫?

  java.util. concurrent.locks.Condition#signalAll喚醒條件佇列上的所有節(jié)點(diǎn)。

• 2.刪欄循環(huán)使用如何實(shí)現(xiàn)的? 實(shí)際上一個(gè)互斥鎖 ReentrantLock 的條件佇列和阻塞佇列的轉(zhuǎn)換。

• 3.條件佇列到同步佇列的轉(zhuǎn)換實(shí)作邏輯? 轉(zhuǎn)換過(guò)程中，首先會(huì)先將條件佇列中所有的阻塞執(zhí)行緒喚醒，然後會(huì)去取得lock 如果取得失敗，就進(jìn)入同步隊(duì)列。

CyclicBarrier 與 CountDownLatch的差異

• CountDownLatch的計(jì)數(shù)器只能使用一次，而CyclicBarrier的計(jì)數(shù)器可以使用reset() 方法重設(shè)。所以CyclicBarrier能處理更複雜的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，例如如果計(jì)算發(fā)生錯(cuò)誤，可以重置計(jì)數(shù)器，並讓線程們重新執(zhí)行一次

• CyclicBarrier還提供getNumberWaiting(可以獲得CyclicBarrier阻塞的執(zhí)行緒數(shù)量)、isBroken(用來(lái)知道阻塞的執(zhí)行緒是否被中斷)等方法。

• CountDownLatch會(huì)阻塞主線程，CyclicBarrier不會(huì)阻塞主線程，只會(huì)阻塞子執(zhí)行緒。

• CountDownLatch和CyclicBarrier都能夠?qū)崿F(xiàn)執(zhí)行緒之間的等待，只不過(guò)它們重點(diǎn)不同。 CountDownLatch一般用於一個(gè)或多個(gè)線程，等待其他執(zhí)行緒執(zhí)行完任務(wù)後，再執(zhí)行。 CyclicBarrier一般用於一組執(zhí)行緒互相等待至某個(gè)狀態(tài)，然後這一組執(zhí)行緒再同時(shí)執(zhí)行。

• CyclicBarrier 也可以提供一個(gè) barrierAction，合併多執(zhí)行緒計(jì)算結(jié)果。

• CyclicBarrier是透過(guò)ReentrantLock的"獨(dú)佔(zhàn)鎖定"和Conditon來(lái)實(shí)現(xiàn)一組執(zhí)行緒的阻塞喚醒的，而CountDownLatch則是透過(guò)AQS的「共享鎖定」實(shí)作

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以上是Java中CyclicBarrier循環(huán)屏障怎麼應(yīng)用的詳細(xì)內(nèi)容。更多資訊請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！