Java并发工具类(二):同步屏障CyclicBarrier

时间:2025-03-15 19:06:55

作用

CyclicBarrier是一个同步辅助类,它允许一组线程互相等待,直到到达某个公共屏障点 (common barrier point),才继续执行。

简介

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。

应用场景

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。

代码示例

实例代码如下:

 public class CyclicBarrierTest {

     static CyclicBarrier c = new CyclicBarrier(2);

     public static void main(String[] args) {
new Thread(new Runnable() { @Override
public void run() {
try {
c.await();
} catch (Exception e) { }
System.out.println(1);
}
}).start(); try {
c.await();
} catch (Exception e) { }
System.out.println(2);
}
}

输出

2
1

或者输出

1
2

  

如果把new CyclicBarrier(2)修改成new CyclicBarrier(3)则主线程和子线程会永远等待,因为没有第三个线程执行await方法,即没有第三个线程到达屏障,所以之前到达屏障的两个线程都不会继续执行。

CyclicBarrier还提供一个更高级的构造函数CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction),用于在线程到达屏障时,优先执行barrierAction,方便处理更复杂的业务场景。barrierAction在CyclicBarrier的数目达到后,所有其他线程被唤醒前执行。

代码如下:

 public class CyclicBarrierTest2 {

     static CyclicBarrier c = new CyclicBarrier(2, new A());

     public static void main(String[] args) {
new Thread(new Runnable() { @Override
public void run() {
try {
c.await();
} catch (Exception e) { }
System.out.println(1);
}
}).start(); try {
c.await();
} catch (Exception e) { }
System.out.println(2);
} static class A implements Runnable { @Override
public void run() {
System.out.println(3);
} } }

输出

3
1
2

  

CyclicBarrier和CountDownLatch的区别

  • 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。所以CyclicBarrier能处理更为复杂的业务场景,比如如果计算发生错误,可以重置计数器,并让线程们重新执行一次。
  • CyclicBarrier还提供其他有用的方法,比如getNumberWaiting方法可以获得CyclicBarrier阻塞的线程数量。isBroken方法用来知道阻塞的线程是否被中断。比如以下代码执行完之后会返回true。

isBroken的使用代码如下:

 import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier; public class CyclicBarrierTest3 { static CyclicBarrier c = new CyclicBarrier(2); public static void main(String[] args) throws InterruptedException, BrokenBarrierException {
Thread thread = new Thread(new Runnable() { @Override
public void run() {
try {
c.await();
} catch (Exception e) {
}
}
});
thread.start();
thread.interrupt();
try {
c.await();
} catch (Exception e) {
System.out.println(c.isBroken());
}
}
}

输出

true

参考:《Java并发编程的艺术》