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关于spring:java并发编程JUC第十篇CyclicBarrier线程同步

jiezi

在之前的文章中曾经为大家介绍了 java 并发编程的工具：BlockingQueue 接口、ArrayBlockingQueue、DelayQueue、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue、SynchronousQueue、BlockingDeque 接口、ConcurrentHashMap、CountDownLatch，本文为系列文章第十篇。

java.util.concurrent.CyclicBarrier提供了一种多线程彼此期待的同步机制，能够把它了解成一个阻碍，所有先达到这个阻碍的线程都将将处于期待状态，直到所有线程都达到这个阻碍处，所有线程能力继续执行。

举个例子：CyclicBarrier 的同步形式有点像敌人们约好了去游览，在景点入口处汇合，这个景点入口就是一个 Barrier 阻碍，期待大家都到了才一起进入景点旅行参观。进入景点后大家去爬山，有的人爬得快，有的人爬的慢，大家约好了山顶汇合，所以山顶就又是一个 Barrier 阻碍，期待大家都到了山顶才一起下山。

上面是一张图来阐明这个问题。

每个线程通过调用 await()，在 CyclicBarrier 阻碍处“彼此期待”，一旦所有的线程都达到了 CyclicBarrier(都调用了CyclicBarrier 办法)，所有的线程将一起再次被唤醒继续执行。

1. 创立 CyclicBarrier 阻碍

当创立 CyclicBarrier 的时候，须要指定须要管制多少个线程同步。比方上面的 CyclicBarrier 设置为管制 2 个线程同步。

CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(2);

2. 在 CyclicBarrier 阻碍处期待

通过调用 CyclicBarrier 的 await()办法进入期待状态，通常在线程实现本人的阶段性工作之后调用该办法。

barrier.await();

CyclicBarrier也提供了另一种办法指定期待超时的工夫，当等待时间大于超时工夫之后，即便还有其余的线程没调用 await 办法，该线程将主动唤醒继续执行。(敌人们约好了去游览，等了 10 分钟你还不来，我就本人先去了)。

barrier.await(10, TimeUnit.SECONDS);

The waiting threads waits at theCyclicBarrieruntil either:

在 CyclicBarrier 处期待的线程被开释，继续执行的条件（满足上面的任一条件即可）

  • 最初达到的线程调用了 await() 办法
  • 该线程被另一个线程打断（另一个线程调用其 interrupt()办法）。
  • 另一个处于期待状态的线程被打断
  • 另一个处于期待状态的线程在 CyclicBarrier 处期待时超时。
  • 某个内部线程调用了 CyclicBarrier.reset() 拆除阻碍。

3. CyclicBarrier Action

CyclicBarrier Action 绝对不太好了解，能够把它了解为阻碍本身的行为。该 Action 动作是一个线程，所有的线程都达到阻碍之后，该线程将被执行。

Runnable      barrierAction =   创立线程;
CyclicBarrier barrier  = new CyclicBarrier(2, barrierAction);

如果这段代码依然无奈了解 CyclicBarrier Action 的作用，看上面的例子。

4. CyclicBarrier 例子

上面的代码演示了如何应用 CyclicBarrier 进行线程同步:

Runnable barrier1Action = new Runnable() {public void run() {System.out.println("阻碍 1 汇合胜利了，所有人都到了景点门口");
    }
};
Runnable barrier2Action = new Runnable() {public void run() {System.out.println("阻碍 2 汇合胜利了，所有人都到了山顶");
    }
};

// 阻碍 1 景点门口
CyclicBarrier barrier1 = new CyclicBarrier(2, barrier1Action);
// 阻碍 2 山顶
CyclicBarrier barrier2 = new CyclicBarrier(2, barrier2Action);

// 游览打算，阶段指标一：景点门口汇合
CyclicBarrierRunnable barrierRunnable1 =
        new CyclicBarrierRunnable(barrier1, barrier2);
// 游览打算，阶段指标二：爬山到山顶汇合
CyclicBarrierRunnable barrierRunnable2 =
        new CyclicBarrierRunnable(barrier1, barrier2);

new Thread(barrierRunnable1).start();  // 游客 A，Thread-0
new Thread(barrierRunnable2).start();  // 游客 B，Thread-1

上面是一个线程类CyclicBarrierRunnable，启动一个就代表一个游客

public class CyclicBarrierRunnable implements Runnable{

    CyclicBarrier barrier1 = null;  // 阻碍 1
    CyclicBarrier barrier2 = null;  // 阻碍 2

    public CyclicBarrierRunnable(CyclicBarrier barrier1,CyclicBarrier barrier2) {
        this.barrier1 = barrier1;
        this.barrier2 = barrier2;
    }

    public void run() {
        try {Thread.sleep(1000);  // 这里写登程去景点的过程代码
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
                                "达到景点门口");
            this.barrier1.await();

            Thread.sleep(1000);  // 这里写爬山的过程代码
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
                                "爬山爬到山顶");
            this.barrier2.await();

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
                                "玩的不错，下山回家!");

        } catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();
        } catch (BrokenBarrierException e) {e.printStackTrace();
        }
    }
}

上面的输入是上文代码的执行打印后果，多执行几次上文的代码会发现 Thread-0 和 Thread-1 在阻碍 1 和阻碍 2 处的达到先后顺序是不确定的，然而总是先到的等后到的再继续执行。

Thread-0 达到景点门口
Thread-1 达到景点门口
阻碍 1 汇合胜利了，所有人都到了景点门口
Thread-1 爬山爬到山顶
Thread-0 爬山爬到山顶
阻碍 2 汇合胜利了，所有人都到了山顶
Thread-0  玩的不错，下山回家!
Thread-1  玩的不错，下山回家!

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