Java并发编程之CyclicBarrier知识整理

前言

        CyclicBarrier是用于多线程相互等待到达一个公共的屏障点的同步工具类，如下图，小明，小宝，小周都需要等待其他人到达公共的屏障点后，才能继续做其他事，常用于多个线程需要一起完成的任务。

CyclicBarrier使用的两种场景

本质是通过Lock，控制一个state状态，原子性的更新到0.

1、n个线程准备好了一些数据，然后调用await方法，主线程等他们都处理好了，可以汇总n个线程准备好的数据。

2、n个线程等待都到齐了，再一个一个处理，await方法相当于签到，每个线程都调用await先签到，等到屏障数等于0，再处理后面的逻辑，最后签到的线程执行屏障并唤醒其它等待的线程。

CyclicBarrier与CountDownLatch区别

CyclicBarrier可以重置，而CountDownLatch不可以重置。 

CountDownLatch是一个或多个线程等计数减少到0，一起开始做事。

CyclicBarrier是最后一个线程，唤醒其它等计数器为0的线程，开始做事。

CyclicBarrier是基于独占锁ReentrantLock独占锁实现，CountDownLatch是基于共享锁实现。 

await方法实现

通过一个ReentrantLock，加上一个Condition，

每调用await就会parties减少1，如果parties=0，执行屏障barrierCommand。唤醒其它阻塞的线程继续执行。

如果parties不是0进入阻塞状态，等待被唤醒。 

/** The lock for guarding barrier entry */    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();    /** Condition to wait on until tripped */    private final Condition trip = lock.newCondition();    /** The number of parties */    private final int parties;    /* The command to run when tripped */    private final Runnable barrierCommand;        private int dowait(boolean timed, long nanos)        throws InterruptedException, BrokenBarrierException,               TimeoutException {        final ReentrantLock lock = this.lock;        //加同一把互赤锁        lock.lock();        try {            final Generation g = generation;​            if (g.broken)                throw new BrokenBarrierException();​            if (Thread.interrupted()) {                breakBarrier();                throw new InterruptedException();            }//计数器自减            int index = --count;            if (index == 0) {  // tripped                boolean ranAction = false;                try {                    final Runnable command = barrierCommand;                    if (command != null)                        command.run();                    ranAction = true;                    nextGeneration();                    return 0;                } finally {                    if (!ranAction)                        breakBarrier();                }            }​            // loop until tripped, broken, interrupted, or timed out            for (;;) {                try {                    if (!timed)                    //条件阻塞 等待计数器为0 最后一个减少为0的线程 将唤醒所有线程。                        trip.await();                    else if (nanos > 0L)                        nanos = trip.awaitNanos(nanos);                } catch (InterruptedException ie) {                    if (g == generation && ! g.broken) {                        breakBarrier();                        throw ie;                    } else {                        // We're about to finish waiting even if we had not                        // been interrupted, so this interrupt is deemed to                        // "belong" to subsequent execution.                        Thread.currentThread().interrupt();                    }                }​                if (g.broken)                    throw new BrokenBarrierException();​                if (g != generation)                    return index;​                if (timed && nanos <= 0L) {                    breakBarrier();                    throw new TimeoutException();                }            }        } finally {            lock.unlock();        }    }    //重置计数器    private void nextGeneration() {        // signal completion of last generation        trip.signalAll();        // set up next generation        count = parties;        generation = new Generation();    }    private void breakBarrier() {        generation.broken = true;        count = parties;        trip.signalAll();    }    

CyclicBarrier实现是基于ReentrantLock实现的，代码比较简单，可以好好学习下。

2022坚持学习，​一起进步。​