01
概念
CyclicBarrier允许一组线程在到达某个栅栏点(common barrier point)互相等待，直到最后一个线程到达栅栏点，栅栏才会打开，处于阻塞状态的线程恢复继续执行。
02
源码分析
01 构造函数 设置parties、count及barrierCommand属性
public CyclicBarrier(int parties) {
this(parties, null);
}
//当await的数量到达了设定的数量后，首先执行该Runnable对象。
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {
if (parties <= 0) throw new IllegalArgumentException();
this.parties = parties;
this.count = parties;
this.barrierCommand = barrierAction;
}
02 await()
public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException {
try {
return dowait(false, 0L); //不超时等待
} catch (TimeoutException toe) {
throw new Error(toe); // cannot happen
}
}
public int await(long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException,
BrokenBarrierException,
TimeoutException {
return dowait(true, unit.toNanos(timeout));
}
03 dowait(boolean timed, long nanos)
private int dowait(boolean timed, long nanos)
throws InterruptedException, BrokenBarrierException,
TimeoutException {
// 获取独占锁
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
// 当前代
final Generation g = generation;
// 如果这代损坏了，抛出异常
if (g.broken)
throw new BrokenBarrierException();
// 如果线程中断了，抛出异常
if (Thread.interrupted()) {
// 将损坏状态设置为true
// 并通知其他阻塞在此栅栏上的线程
breakBarrier();
throw new InterruptedException();
}
// 获取下标
int index = --count;
// 如果是 0，说明最后一个线程调用了该方法
if (index == 0) { // tripped
boolean ranAction = false;
try {
final Runnable command = barrierCommand;
// 执行栅栏任务
if (command != null)
command.run();
ranAction = true;
// 更新一代，将count重置，将generation重置
// 唤醒之前等待的线程
nextGeneration();
return 0;
} finally {
// 如果执行栅栏任务的时候失败了，就将损坏状态设置为true
if (!ranAction)
breakBarrier();
}
}
// loop until tripped, broken, interrupted, or timed out
for (;;) {
try {
// 如果没有时间限制，则直接等待，直到被唤醒
if (!timed)
trip.await();
// 如果有时间限制，则等待指定时间
else if (nanos > 0L)
nanos = trip.awaitNanos(nanos);
} catch (InterruptedException ie) {
// 当前代没有损坏
if (g == generation && ! g.broken) {
// 让栅栏失效
breakBarrier();
throw ie;
} else {
// 上面条件不满足，说明这个线程不是这代的
// 就不会影响当前这代栅栏的执行，所以，就打个中断标记
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
// 当有任何一个线程中断了，就会调用breakBarrier方法
// 就会唤醒其他的线程，其他线程醒来后，也要抛出异常
if (g.broken)
throw new BrokenBarrierException();
// g != generation表示正常换代了，返回当前线程所在栅栏的下标
// 如果 g == generation，说明还没有换代，那为什么会醒了？
// 因为一个线程可以使用多个栅栏，当别的栅栏唤醒了这个线程，就会走到这里，所以需要判断是否是当前代。
// 正是因为这个原因，才需要generation来保证正确。
if (g != generation)
return index;
// 如果有时间限制，且时间小于等于0，销毁栅栏并抛出异常
if (timed && nanos <= 0L) {
breakBarrier();
throw new TimeoutException();
}
}
} finally {
// 释放独占锁
lock.unlock();
}
}
await的逻辑：如果该线程不是到达的最后一个线程，则他会一直处于等待状态，除非有如下情况： 1 最后一个线程到达，即index == 0 2 超出了指定时间（超时等待） 3 其他的某个线程中断当前线程 4 其他的某个线程中断另一个等待的线程 5 其他的某个线程在等待barrier超时 6 其他的某个线程在此barrier调用reset()方法。reset()方法用于将屏障重置为初始状态。
03
应用场景
就比如我们在打匹配游戏的时候，十个人必须全部加载到100%，才可以开局。否则只要有一个人没有加载到100%,那这个游戏就不能开始。先加载完成的玩家必须等待最后一个玩家加载成功才可以。
04
应用示例
public class CyclicBarrierDemo {
private static CyclicBarrier cyclicBarrier;
static class CyclicBarrierThread extends Thread{
@Override
public void run() {
System.out.println("玩家 " + Thread.currentThread().getName() + " 加载100%");
//等待
try {
cyclicBarrier.await();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public static void main(String[] args){
cyclicBarrier = new CyclicBarrier(10, new Runnable() {
public void run() {
System.out.println("玩家都加载好了，开始游戏....");
}
});
for(int i = 0 ; i < 10 ; i++){
new CyclicBarrierThread().start();
}
}
}
输出
玩家 Thread-0 加载100%
玩家 Thread-2 加载100%
玩家 Thread-3 加载100%
玩家 Thread-6 加载100%
玩家 Thread-1 加载100%
玩家 Thread-4 加载100%
玩家 Thread-5 加载100%
玩家 Thread-8 加载100%
玩家 Thread-7 加载100%
玩家 Thread-9 加载100%
玩家都加载好了，开始游戏....
05
CyclicBarrier和CountDownLatch的区别
1 CountDownLatch的计数器只能使用一次，而CyclicBarrier的计数器可以使用reset()方法重置，可以使用多次 2 CyclicBarrier还提供了一些其他有用的方法，比如getNumberWaiting()方法可以获得CyclicBarrier阻塞的线程数量，isBroken()方法用来了解阻塞的线程是否被中断 3 CountDownLatch允许一个或多个线程等待一组事件的产生，而CyclicBarrier用于等待其他线程运行到栅栏位置
推荐阅读：
-
深入解析HashMap和ConcurrentHashMap源码以及底层原理
-
设计模式(二):几种工厂模式详解
-
进程同步的五种机制以及优缺点(翻译)
-
redis五种数据类型的实现方式，常用命令，应用场景
-
redis和memcahed的共同点，区别以及应用场景
-
详解TCP的三次握手与四次挥手及面试题（很全面）
-
Arrays 工具类详解（超详细）
-
算法必须掌握几种方法
-
QPS、TPS、并发用户数、吞吐量
-
设计模式之单例模式
-
Collections 工具类详解(超详细)
END
扫描二维码 ｜ 关注我们
微信公众号 : jiagoudiantang
CSDN : https://fking.blog.csdn.net
