CyclicBarrier(循环栅栏)的工作原理及实例-白红宇

CyclicBarrier(循环栅栏)的工作原理及实例

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发布时间：2019-03-04

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一：CyclicBarrier的工作原理

CyclicBarrier 和 CountDownLatch 非常类似，它也可以实现线程间的技术等待，但是它的功能比 CountDownLatch 更加复杂和强大。主要应用场景和 CountDownLatch 类似。

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。

构造函数：

cyclicBarrier.await(5000, TimeUnit.MILLISECONDS); //时间不能设置的太小，不然会报错

private int dowait(boolean timed, long nanos)核心方法如下：

/**     * Main barrier code, covering the various policies.     */    private int dowait(boolean timed, long nanos)        throws InterruptedException, BrokenBarrierException,               TimeoutException {        final ReentrantLock lock = this.lock;        lock.lock();        try {            final Generation g = generation;            if (g.broken)                throw new BrokenBarrierException();            if (Thread.interrupted()) {                breakBarrier();                throw new InterruptedException();            }            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)                        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();        }    }

1：CyclicBarrier的使用场景

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。

二：CyclicBarrier的使用实例

package com.github.springbootdemo.demo;import java.util.concurrent.CyclicBarrier;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class CyclicBarrierExample {    //请求的数量    private static final int threatCount = 550;    //需要同步的线程数量    private static final CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(5);    public static void main(String[] args) throws Exception {        //创建固定数量的线程池        ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);        for(int i=0;i
   
    {                try {                    test(threadNum);                }catch (Exception e){                    e.printStackTrace();                }            });        }        //关闭线程        threadPool.shutdown();    }    public static void test(int threadNum) throws Exception{        System.out.println("threadNum:" + threadNum + "is ready");        try {            cyclicBarrier.await(5000, TimeUnit.MILLISECONDS); //时间不能设置的太小，不然会报错        }catch (Exception e){            e.printStackTrace();        }        System.out.println("threadNum:" + threadNum + "is finish");    }}

运行结果如下：

threadNum:0is readythreadNum:1is readythreadNum:2is readythreadNum:3is readythreadNum:4is readythreadNum:4is finishthreadNum:0is finishthreadNum:1is finishthreadNum:3is finishthreadNum:2is finishthreadNum:5is readythreadNum:6is ready

三：CyclicBarrier和CountDownLatch的区别

CountDownLatch是计数器，只能使用一次，而CyclicBarrier的计数器提供reset功能，可以多次使用。

CountDownLatch是计数器，线程完成一个记录一个，只不过计数不是递增而是递减，而CyclicBarrier更像是一个阀门，需要所有线程都到达，阀门才能打开，然后继续执行。

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