JUC-CyclicBarrier | Yu's Blog

CyclicBarrier

基本使用

CyclicBarrier：循环屏障，用来进行线程协作，等待线程满足某个计数，才能触发自己执行

常用方法：

public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)：用于在线程到达屏障 parties 时，执行 barrierAction
- parties：代表多少个线程到达屏障开始触发线程任务
- barrierAction：线程任务
public int await()：线程调用 await 方法通知 CyclicBarrier 本线程已经到达屏障

与 CountDownLatch 的区别：CyclicBarrier 是可以重用的

应用：可以实现多线程中，某个任务在等待其他线程执行完毕以后触发

public static void main(String[] args) {
    ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(2);
    CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(2, () -> {
        System.out.println("task1 task2 finish...");
    });

    for (int i = 0; i < 3; i++) { // 循环重用
        service.submit(() -> {
            System.out.println("task1 begin...");
            try {
                Thread.sleep(1000);
                barrier.await();    // 2 - 1 = 1
            } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });

        service.submit(() -> {
            System.out.println("task2 begin...");
            try {
                Thread.sleep(2000);
                barrier.await();    // 1 - 1 = 0
            } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
    }
    service.shutdown();
}

实现原理

成员属性

全局锁：利用可重入锁实现的工具类

// barrier 实现是依赖于Condition条件队列，condition 条件队列必须依赖lock才能使用
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
// 线程挂起实现使用的 condition 队列，当前代所有线程到位，这个条件队列内的线程才会被唤醒
private final Condition trip = lock.newCondition();

线程数量：

1 2	private final int parties; // 代表多少个线程到达屏障开始触发线程任务 private int count; // 表示当前“代”还有多少个线程未到位，初始值为 parties

当前代中最后一个线程到位后要执行的事件：
1
private final Runnable barrierCommand;

代：

// 表示 barrier 对象当前 代
private Generation generation = new Generation();
private static class Generation {
    // 表示当前“代”是否被打破，如果被打破再来到这一代的线程 就会直接抛出 BrokenException 异常
    // 且在这一代挂起的线程都会被唤醒，然后抛出 BrokerException 异常。
    boolean broken = false;
}

构造方法：

public CyclicBarrie(int parties, Runnable barrierAction) {
    // 因为小于等于 0 的 barrier 没有任何意义
    if (parties <= 0) throw new IllegalArgumentException();

    this.parties = parties;
    this.count = parties;
    // 可以为 null
    this.barrierCommand = barrierAction;
}

CountDownLatch与CyclicBarrier的使用场景与区别对比

CountDownLatch的使用场景：

在一些应用场合中，需要等待某个条件达到要求后才能做后面的事情；同时当线程都完成后也会触发事件，以便进行后面的操作，这个时候就可以使用CountDownLatch。 CountDownLatch最重要的方法是countDown()和await()，前者主要是倒数一次，后者是等待倒数到0，如果没有到达0，就只有阻塞等待了；

CyclicBarrier的使用场景：

CyclicBarrier可以用于多线程计算数据，最后合并计算结果的应用场景。比如我们用一个Excel保存了用户所有有很那个流水，每个Sheet保存一个账户近一年的每笔银行流水，现在需要统计用户的日均银行流水，先用多线程处理每个sheet里面的银行流水，都执行完成之后，得到每个sheet中的日均银行流水。最后，再用barrierAcition用这些线程的计算结果，计算出整个Excel的日均银行流水。

cyclicBarrier和CountDownLatch的区别是什么

a. CountDownLatch简单的说就是一个线程等待，直到它所等待的其他线程都执行完成并且调用countDown()方法发出通知后，当前线程才可以继续执行。
b. CyclicBarrier是所有线程都进行等待，直到所有线程都准备好进入await()方法之后，所有线程同时开始执行！
c.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能够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，并让线程重新执行一次；