Java并发编程（四）：CyclicBarrier原理详解_cyclicbarrier 实现最少玩家开始-优快云博客

1 引言

少侠在之前的一篇博客介绍闭锁CountDownLatch的时候有提到CyclicBarrier，那么它究竟是什么呢？本篇文章和你们一起揭开它神秘的面纱。
关于CountDownLatch的原理和用法可以阅读下篇，附传送门↓：
Java并发编程（三）：CountDownLatch(闭锁)原理及最佳实践
从字面上的意思可以知道，这个类的中文意思是“循环栅栏”。大概的意思就是一个可循环利用的屏障。
它的作用就是会让所有线程都等待完成后才会继续下一步行动。

举个例子，就像我们打王者荣耀，每个人的宽带网速不同，游戏开始受限于每个人进入游戏的时机，只有当所有人都进入游戏才会开局，这里的开局就是CyclicBarrier(这里仅仅是举例，并不代表王者荣耀游戏开局就是通过CyclicBarrier实现的)。

2 基本用法

2.1 构造方法：

 public CyclicBarrier(int parties) 
 public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)

说明：

parties表示参与的线程个数
第二个构造方法有个Runnable类型的参数，表示当所有线程都完成后再继续进行的任务。

2.2 常用方法

public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException
public int await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, BrokenBarrierException, TimeoutException

说明：

线程调用await()表示自己已经到达栅栏
BrokenBarrierException表示栅栏已经被破坏，破坏的原因可能是其中一个线程await()时被中断或者超时

2.3 一个小栗子

假设A、B、C、D、E、F六个人约好了今天去春游，把预约的车子比喻成CyclicBarrier，必须六个人都到了才能开始发车，只要缺一个人，其他先到达的人必须等待。如何实现这个场景呢？
来看代码：

/**
 * @author Carson
 * @date 2020/4/14 19:13
 */
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int threadNum = 6;
        //初始化循环栅栏，含6个线程，当6个线程都到栅栏位置则执行这里的“集合完毕...”
        final CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(threadNum, new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("\r\n" + Thread.currentThread().getName() + " 集合完毕，准备发车..."+"\r\n");
            }
        });
        //初始化线程池
        final ScheduledThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ScheduledThreadPoolExecutor(threadNum,
                new BasicThreadFactory.Builder().daemon(true).build());
        for (int i = 0; i < threadNum; i++) {
            //提交线程
            threadPoolExecutor.submit(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 前来集合...");
                    try {
                        //每次提交的时候调用await()操作，通知系统自己已经到达栅栏处
                        cyclicBarrier.await();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    } catch (BrokenBarrierException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    //当所有线程都冲破栅栏之后继续执行该操作
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 开始春游...");
                }
            });
        }
    }
}

输出结果也好理解：

pool-1-thread-3 前来集合...
pool-1-thread-5 前来集合...
pool-1-thread-1 前来集合...
pool-1-thread-4 前来集合...
pool-1-thread-2 前来集合...
pool-1-thread-6 前来集合...

pool-1-thread-6 集合完毕，准备发车...

pool-1-thread-6 开始春游...
pool-1-thread-3 开始春游...
pool-1-thread-2 开始春游...
pool-1-thread-4 开始春游...
pool-1-thread-1 开始春游...
pool-1-thread-5 开始春游...

由结果可以看出，6个人全部到齐的时候才执行集合完毕的操作，并且该操作是由最后一个冲破栅栏的线程执行的（如本例是pool-1-thread-6完成执行的）。当所有人都冲破栅栏之后，于是各个线程都依次执行它们后续的操作。

3 `CyclicBarrier`与`CountDownLatch`的区别

CyclicBarrier底层的计数器是可以通过reset()方法重置以达到循环使用的目的，而CountDownLatch计数器不可被重置。
CyclicBarrier用于等待其他线程运行到栅栏位置（当所有线程都运行到栅栏位置则冲破栅栏），CountDownLatch允许一个或多个线程等待一组事件的发生。
在CyclicBarrier中，所有参与的线程职责是一样的；而CountDownLatch中参与的线程的职责是不一样，有的在倒计时，有的在等待倒计时结束。