关于多线程同步的初步教程－－Barrier的设计及使用

Barrier是一个多线程编程中经常要用到的同步工具，尤其多用于大数据量的计算过程中的同步。本文以广为流程的Doug Lea的concurrent工具包的Barrier实现为例，进行一点探讨。在Doug Lea的concurrent工具包中，Barrier是一个接口，在concurrent包中提供了两个Barrier的实现：CyclicBarrier和Rendezvous。下面是Barrier接口的定义：

1. public interface Barrier {
2.  
3.  
4.   /** 
5.    * Return the number of parties that must meet per barrier
6.    * point. The number of parties is always at least 1.
7.    **/
8.  
9.   public int parties();
10.  
11.   /**
12.    * Returns true if the barrier has been compromised
13.    * by threads leaving the barrier before a synchronization
14.    * point (normally due to interruption or timeout). 
15.    * Barrier methods in implementation classes throw
16.    * throw BrokenBarrierException upon detection of breakage.
17.    * Implementations may also support some means
18.    * to clear this status.
19.    **/
20.  
21.   public boolean broken();
22. }

    Barrier接口中的方法非常简单，parties()返回所有需要在屏障处同步的线程数；broken()返回一个标志，指示释放是否已被破坏。Barrier接口中并没有提供加入屏障的方法，而是在c和Rendezvous的Barrier实现中提供的。你可以会疑问，为什么不在Barrier接口中提供这些方法呢？因为这些实现的差异迥异，以至于很难在这些实现中提炼出一个共用的方法签名。比如，对于CyclicBarrier加入屏障的方法是：barrier()， 

1. // CyclicBarrier.java
2.   public int barrier() throws InterruptedException, BrokenBarrierException {
3.     return doBarrier(false, 0);
4.   }
5.  
6.   protected synchronized int doBarrier(boolean timed, long msecs) 
7.     throws InterruptedException, TimeoutException, BrokenBarrierException  { 
8.     
9.     int index = --count_;
10.  
11.     if (broken_) {
12.       throw new BrokenBarrierException(index);
13.     }
14.     else if (Thread.interrupted()) {
15.       broken_ = true;
16.       notifyAll();
17.       throw new InterruptedException();
18.     }
19.     else if (index == 0) {  // tripped
20.       count_ = parties_;
21.       ++resets_;
22.       notifyAll();
23.       try {
24.        &nbs