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    并发工具类(二)同步屏障CyclicBarrier

    简介

    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。

    实例代码如下:

    public class CyclicBarrierTest {
    
    	static CyclicBarrier c = new CyclicBarrier(2);
    
    	public static void main(String[] args) {
    		new Thread(new Runnable() {
    
    			@Override
    			public void run() {
    				try {
    					c.await();
    				} catch (Exception e) {
    
    				}
    				System.out.println(1);
    			}
    		}).start();
    
    		try {
    			c.await();
    		} catch (Exception e) {
    
    		}
    		System.out.println(2);
    	}
    }
    

    输出

    2
    1
    

    或者输出

    1
    2
    

    如果把new CyclicBarrier(2)修改成new CyclicBarrier(3)则主线程和子线程会永远等待,因为没有第三个线程执行await方法,即没有第三个线程到达屏障,所以之前到达屏障的两个线程都不会继续执行。

    CyclicBarrier还提供一个更高级的构造函数CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction),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。代码如下:

    public class CyclicBarrierTest2 {
    
    	static CyclicBarrier c = new CyclicBarrier(2, new A());
    
    	public static void main(String[] args) {
    		new Thread(new Runnable() {
    
    			@Override
    			public void run() {
    				try {
    					c.await();
    				} catch (Exception e) {
    
    				}
    				System.out.println(1);
    			}
    		}).start();
    
    		try {
    			c.await();
    		} catch (Exception e) {
    
    		}
    		System.out.println(2);
    	}
    
    	static class A implements Runnable {
    
    		@Override
    		public void run() {
    			System.out.println(3);
    		}
    
    	}
    
    }
    

    输出

    3
    1
    2
    

    CyclicBarrier的应用场景

    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保存了用户所有银行流水,每个Sheet保存一个帐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里的银行流水,都执行完之后,得到每个sheet的日均银行流水,最后,再用barrierAction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

    • 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。
    • CyclicBarrier还提供其他有用的方法,比如getNumberWaiting方法可以获得CyclicBarrier阻塞的线程数量。isBroken方法用来知道阻塞的线程是否被中断。比如以下代码执行完之后会返回true。

    isBroken的使用代码如下:

    import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
    import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
    
    public class CyclicBarrierTest3 {
    
        static CyclicBarrier c = new CyclicBarrier(2);
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException, BrokenBarrierException {
            Thread thread = new Thread(new Runnable() {
    
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        c.await();
                    } catch (Exception e) {
                    }
                }
            });
            thread.start();
            thread.interrupt();
            try {
                c.await();
            } catch (Exception e) {
                System.out.println(c.isBroken());
            }
        }
    }
    

    输出

    true

    原创文章,转载请注明: 转载自并发编程网 – www.gofansmi6.com本文链接地址: 并发工具类(二)同步屏障CyclicBarrier


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    • 评论 (6)
      • changwei
      • 2014/09/05 11:19上午

      为什么第二个例子和第三个例子都和你的结果不一样呢,我第二个返回 3 1 2,第三个返回false还有一个java.lang.InterruptedException

      • 鱼大头
      • 2015/08/30 12:52下午

      CyclicBarrierTest2 这个类中,建议 System.out.println(1); 打印信息都在 c.await(); 前面,这样更能说明其工作原理;

      • andyyuan
      • 2017/03/06 12:36下午

      CyclicBarrierTest2 为什么输出312 而不是321? 看了一下CyclicBarrier源码 应该是最后一个进入await的线程会执行barrierAction的run方法,而且不会被阻塞,由这个线程调用signalAll方法唤醒其他等待的线程,自己则直接返回。所以最后一个线程总是先往下执行。因此就看哪个线程最后调用await方法了,问题也就变成了新建的线程和主线程谁先调用await方法了?!禞AVA并发编程的艺术》这书中的解释我也没能理解?!耙蛭狢yclicBarrier设置了拦截线程的数量是2,所以必须等代码中的第一个线程和线程A都执行完之后,才会继续执行主线程,然后输出2,所以代码执行后的输出如下:312”

        • methor
        • 2017/03/19 10:37下午

        其实312或者321都是可能的,我在本地都跑出来过。

      • yuesf
      • 2019/03/20 10:52下午

      我有一程序 ,都说reset 可以重置, 为什么我使用reset后程序 就不能用了。 在多个网上都说可以重置,但也没有一个 人写出例子。。 我写以下例子有什么问题吗?
      public class CyclicBarrierDemo {

      static class T1 extends Thread{

      private int index;
      private CyclicBarrier cyclicBarrier;

      T1(int index, CyclicBarrier cyclicBarrier) {
      this.index = index;
      this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
      }

      @Override
      public void run() {
      System.out.println(Thread.currentThread()+”t1线程 “+this.index+”开始执行”);
      try {
      cyclicBarrier.await();
      } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
      } catch (BrokenBarrierException e) {
      e.printStackTrace();
      }
      System.out.println(Thread.currentThread()+”t1任务”+this.index+”执行完成”);
      }
      }

      static class T2 extends Thread{

      private int index;
      private CyclicBarrier cyclicBarrier;

      T2(int index, CyclicBarrier cyclicBarrier) {
      this.index = index;
      this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
      }

      @Override
      public void run() {
      try {
      System.out.println(Thread.currentThread()+”t2线程 “+this.index+”开始执行”);

      cyclicBarrier.await();
      } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
      } catch (BrokenBarrierException e) {
      e.printStackTrace();
      }
      System.out.println(Thread.currentThread()+”t2任务 “+this.index+”执行完成”);
      }
      }

      public static void main(String[] args) {
      CyclicBarrier cyclicBarrier= new CyclicBarrier(5);

      for (int i = 0; i < 5; i++) {
      new T1(i,cyclicBarrier).start();
      }
      cyclicBarrier.reset();

      for (int i = 0; i < 5; i++) {
      new T2(i,cyclicBarrier).start();
      }

      }
      }

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