Java多线程 -- JUC包源码分析11 -- CyclicBarrier源码分析

在前面的篇章中，讲解了ReentrantLock + Condition，并讲述了2者结合的一个典型应用：ArrayBlockingQueue/LinkedBlockingQueue。

今天讲述2者结合的另一个典型应用：CyclicBarrier。

CyclicBarrier的概念

要介绍CyclicBarrier这个概念，可以从下面这个比喻开始：一个小公司的所有人周六要出去团建，大家提前商定好周六早上9点公司门口集合，然后到了目的地，在分开行动。

在这里，“公司门口集合地“就是一个CyclicBarrier：大家本来是分散的，在某个时间点集中到一块，等所有人到齐，然后到了目的地再分散行动。

具体到代码中，就是

CyclicBarrier cb = new CyclicBarrier(5);

cb.await();  //5个线程，各自分别调await，都阻塞。直到5个线程都掉了await()的那个时间点，5个线程同时解锁，然后各自继续各自的事情！

ReentrantLock + Condition

public class CyclicBarrier {

private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
private final Condition trip = lock.newCondition();  //用于线程之间互相唤醒
private final int parties;   //类似于AQS那个state原子变量，也就是总共的线程个数

    ...
}

    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()) {         //响应中断
                breakBarrier();
throw new InterruptedException();
            }

int index = --count;  //每个线程调用1次await()，count--
if (index == 0) {  //count减到0的时候，此线程，唤醒其他所有线程
               boolean ranAction = false;
try {
           final Runnable command = barrierCommand;
if (command != null)  //一起唤醒之后，还可以执行一个回调。
                       command.run();
                   ranAction = true;
                   nextGeneration(); //唤醒其他所有线程，同时把count值复原，用于下一次的CyclicBarrier（因为CyclicBarrier可以重复使用）
return 0;
               } finally {
if (!ranAction)
                       breakBarrier();
               }
           }

for (;;) {   //count > 0，说明人没到齐，阻塞自己
try {
if (!timed)
                        trip.await(); //关键点：await阻塞自己的同时，会把锁释放掉，这样别的线程就会拿到锁，执行上面的index = count--
else if (nanos > 0L)
                        nanos = trip.awaitNanos(nanos);
                } catch (InterruptedException ie) {
if (g == generation && ! g.broken) {
                        breakBarrier();
throw ie;
                    } else {
                       Thread.currentThread().interrupt();
                     }
                }

if (g.broken)
throw new BrokenBarrierException();
if (g != generation)   //从阻塞中唤醒，返回
return index;
if (timed && nanos <= 0L) {
                    breakBarrier();
throw new TimeoutException();
                }
            }
        } finally {
lock.unlock();
        }
    }

private void nextGeneration() {
// signal completion of last generation
        trip.signalAll();
// set up next generation
        count = parties;
        generation = new Generation();
    }

整个代码唯一不太好明白的是Generation，这个东西主要是用来复原CyclicBarrier，从而可以下1次重用。不像CountDownLatch，用完1次，就不能再用了。