Java并发编程（CyclicBarrier）实例详解

java并发编程（cyclicbarrier）实例详解

前言：

  使用java编写并发程序的时候，我们需要仔细去思考一下并发流程的控制，如何让各个线程之间协作完成某项工作。有时候，我们启动n个线程去做一件事情，只有当这n个线程都达到某一个临界点的时候，我们才能继续下面的工作，就是说如果这n个线程中的某一个线程先到达预先定义好的临界点，它必须等待其他n-1线程也到达这个临界点，接下来的工作才能继续，只要这n个线程中有1个线程没有到达所谓的临界点，其他线程就算抢先到达了临界点，也只能等待，只有所有这n个线程都到达临界点后，接下来的事情才能继续。

一、场景描述

有四个游戏玩家玩游戏，游戏有三个关卡，每个关卡必须要所有玩家都到达后才能允许通过。其实这个场景里的玩家中如果有玩家a先到了关卡1，他必须等到其他所有玩家都到达关卡1时才能通过，也就是说线程之间需要相互等待。这和countdownlatch的应用场景有区别，countdownlatch里的线程是到了运行的目标后继续干自己的其他事情，而这里的线程需要等待其他线程后才能继续完成下面的工作。

二、cyclicbarrier介绍

cyclicbarrier 的字面意思是可循环使用(cyclic)的屏障(barrier)。它要做的事情是，让一组线程到达一个屏障(也可以叫同步点)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。cyclicbarrier默认的构造方法是cyclicbarrier(int parties)，其参数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类有两个常用的构造方法：

1. cyclicbarrier(int parties)

这里的parties也是一个计数器，例如，初始化时parties里的计数是3，于是拥有该cyclicbarrier对象的线程当parties的计数为3时就唤醒，注：这里parties里的计数在运行时当调用cyclicbarrier:await()时,计数就加1，一直加到初始的值

2. cyclicbarrier(int parties, runnable barrieraction)

这里的parties与上一个构造方法的解释是一样的，这里需要解释的是第二个入参(runnable barrieraction),这个参数是一个实现runnable接口的类的对象，也就是说当parties加到初始值时就出发barrieraction的内容。

代码示例

package com.itmyhome;

import java.util.concurrent.brokenbarrierexception;
import java.util.concurrent.cyclicbarrier;


/**
 * 玩家类
 * @author itmyhome
 *
 */
class player implements runnable {
  private cyclicbarrier cyclicbarrier;
  private int id;

  public player(int id, cyclicbarrier cyclicbarrier) {
    this.cyclicbarrier = cyclicbarrier;
    this.id = id;
  }

  @override
  public void run() {
    try {
      system.out.println("玩家" + id + "正在玩第一关...");
      cyclicbarrier.await();
      system.out.println("玩家" + id + "进入第二关...");
    } catch (interruptedexception e) {
      e.printstacktrace();
    } catch (brokenbarrierexception e) {
      e.printstacktrace();
    }
  }
}


public class cyclicbarriertest {
  public static void main(string[] args) {
    // cyclicbarrier cyclicbarrier = new cyclicbarrier(4);
    cyclicbarrier cyclicbarrier = new cyclicbarrier(4,
        new runnable() {
          @override
          public void run() {
            system.out.println("所有玩家进入第二关！");
          }
        });

    for (int i = 0; i < 4; i++) {
      new thread(new player(i, cyclicbarrier)).start();
    }
  }
}

输出结果:

玩家0正在玩第一关...
玩家3正在玩第一关...
玩家2正在玩第一关...
玩家1正在玩第一关...
所有玩家进入第二关！
玩家3进入第二关...
玩家1进入第二关...
玩家2进入第二关...
玩家0进入第二关...

cyclicbarrier和countdownlatch的区别

• countdownlatch: 一个线程(或者多个)， 等待另外n个线程完成某个事情之后才能执行。
• cyclicbarrier: n个线程相互等待，任何一个线程完成之前，所有的线程都必须等待。
• countdownlatch的计数器只能使用一次。而cyclicbarrier的计数器可以使用reset() 方法重置。所以cyclicbarrier能处理更为复杂的业务场景，比如如果计算发生错误，可以重置计数器，并让线程们重新执行一次。
• countdownlatch：减计数方式，cyclicbarrier：加计数方式

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