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19.4 循环栅栏CyclicBarrier

      我们在15.3.7节使用wait/notify实现了一个简单的集合点 AssemblePoint,我们提到,Java并发包中已经提供了类似工具,就是 CyclicBarrier它相当于是一个栅栏,所有线程在到达该栅栏后都需要等待其他线程,等所有线程都到达后再一起通过,它是循环的,可以用作重复的同步。

      CyclicBarrier特别适用于并行迭代计算,每个线程负责一部分计算,然后在栅栏处等待其他线程完成,所有线程到齐后,交换数据和计算结果,再进行下一次迭代。

      与CountDownLatch类似,它也有一个数字,但表示的是参与的线程个数,这个数字通过构造方法进行传递:

java栅栏和闭锁 java 循环栅栏_java

      它还有一个构造方法,接受一个Runnable参数,如下所示:

java栅栏和闭锁 java 循环栅栏_Java_02

      这个参数表示栅栏动作,当所有线程到达栅栏后,在所有线程执行下一步动作前,运行参数中的动作,这个动作由最后一个到达栅栏的线程执行

      CyclicBarrier的主要方法就是await

java栅栏和闭锁 java 循环栅栏_java栅栏和闭锁_03


      await在等待其他线程到达栅栏,调用await后,表示自己已经到达,如果自己是最后一个到达的,就执行可选的命令,执行后,唤醒所有等待的线程,然后重置内部的同步计数,以循环使用。

      await可以被中断,可以限定最长等待时间,中断或超时后会抛出异 常。需要说明的是异常BrokenBarrierException,它表示栅栏被破坏了, 什么意思呢?在CyclicBarrier中,参与的线程是互相影响的,只要其中 一个线程在调用await时被中断了,或者超时了,栅栏就会被破坏。此外,如果栅栏动作抛出了异常,栅栏也会被破坏。被破坏后,所有在调 用await的线程就会退出,抛出BrokenBarrierException

      我们看一个简单的例子,多个游客线程分别在集合点A和B同步, 如代码清单19-5所示。

java栅栏和闭锁 java 循环栅栏_java栅栏和闭锁_04


      在笔者的计算机中的一次输出为:

java栅栏和闭锁 java 循环栅栏_CyclicBarrier_05

      多个线程到达A和B的时间是一样的,使用CyclicBarrier,达到了重复同步的目的。

      CyclicBarrier与CountDownLatch可能容易混淆,我们强调下它们的区别。

      1)CountDownLatch的参与线程是有不同角色的,有的负责倒计时,有的在等待倒计时变为0,负责倒计时和等待倒计时的线程都可以有多个,用于不同角色线程间的同步。

      2)CyclicBarrier的参与线程角色是一样的,用于同一角色线程间的协调一致。

      3)CountDownLatch是一次性的,而CyclicBarrier是可以重复利用的。

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绝大多数内容来自于:Java编程的逻辑 作者: 马俊昌(第19章 同步和协作工具类 -19.4 循环栅栏CyclicBarrier)

Java官方文档
https://docs.oracle.com/javase/specs/index.html