Java并发– CyclicBarrier示例

Java中的CyclicBarrier是JDK 5中java.util.Concurrent包中引入的同步器,以及其他并发实用程序(如Counting Semaphore , BlockingQueue , ConcurrentHashMap等)。CyclicBarrier与CountDownLatch类似,我们在上一篇文章中看到了它,它允许多个线程等待彼此(障碍),然后继续。 CoundDownLatch和CyclicBarrier之间的区别也是Java中一个非常流行的多线程面试问题 。 CyclicBarrier是并发程序的自然要求,因为一旦单个任务完成,它就可以用于执行任务的最后一部分。 等待彼此到达屏障的所有线程都称为方,使用要等待的方数初始化CyclicBarrier,然后通过调用CyclicBarrier.await()方法来彼此等待线程,这是Java中的阻塞方法,直到所有线程都阻塞或各方调用await()。 通常,调用await()会喊出Thread正在等待屏障。 await()是一个阻塞调用,但可以被其他线程超时或中断。 在此Java并发性教程中,我们将看到CyclicBarrier的简单示例,在该示例上,三个线程将互相等待,然后再继续操作。
Java中 CountDownLatch CyclicBarrier 之间的区别
在上一篇文章中,我们了解了如何使用CountDownLatch来实现多个相互等待的线程 。 如果您查看CyclicBarrier,它也做同样的事情,但是有不同之处,一旦计数达到零,您将无法重用 CountDownLatch ,而您可以通过调用reset()方法重用CyclicBarrier来将Barrier重置为其初始状态。 这意味着CountDownLatch适用于一次事件,例如应用程序启动时间,而CyclicBarrier可以用于周期性事件,例如同时计算大问题的解决方案等。如果您想了解有关Java中线程和并发性的更多信息,也可以查看我有关何时在Java中使用Volatile变量以及Java 如何同步的文章 。
Java中的 CyclicBarrier –示例
这是Java中CyclicBarrier的一个简单示例,在该示例中,我们使用3个方初始化了CyclicBarrier,这意味着为了越过障碍,3个线程需要调用await()方法。 每个线程都在短时间内调用await方法,但是直到所有3个线程都到达障碍为止,它们才继续进行,一旦所有线程到达障碍,障碍都获得代理,并且每个线程从此处开始执行。 通过以下CyclicBarrier示例在Java中的输出,可以很清楚地看到它:
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.logging.Level;
import java.util.logging.Logger;/**
* Java program to demonstrate how to use CyclicBarrier in Java. CyclicBarrier is a 
* new Concurrency Utility added in Java 5 Concurrent package.
*
* @author Javin Paul
*/public class CyclicBarrierExample {//Runnable task for each thread
private static class Task implements Runnable {private CyclicBarrier barrier;public Task(CyclicBarrier barrier) {
this.barrier = barrier;
}@Override
public void run() {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is waiting on barrier");
barrier.await();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " has crossed the barrier");
} catch (InterruptedException ex) {
Logger.getLogger(CyclicBarrierExample.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);
} catch (BrokenBarrierException ex) {
Logger.getLogger(CyclicBarrierExample.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);
}
}
}public static void main (String args[]) {//creating CyclicBarrier with 3 parties i.e. 3 Threads needs to call await()
final CyclicBarrier cb = new CyclicBarrier(3, new Runnable(){
@Override
public void run(){
//This task will be executed once all thread reaches barrier
System.out.println("All parties are arrived at barrier, lets play");
}
});//starting each of thread
Thread t1 = new Thread(new Task(cb), "Thread 1");
Thread t2 = new Thread(new Task(cb), "Thread 2");
Thread t3 = new Thread(new Task(cb), "Thread 3");t1.start();
t2.start();
t3.start();}
}

输出:

Thread 1 is waiting on barrier
Thread 3 is waiting on barrier
Thread 2 is waiting on barrier
All parties are arrived at barrier, lets play
Thread 3 has crossed the barrier
Thread 1 has crossed the barrier
Thread 2 has crossed the barrier
何时 在Java中 使用 CyclicBarrier
鉴于CyclicBarrier的性质, 与Java 7的fork-join框架类似,实现map reduce任务非常方便,在Java 7中 ,将大任务分解为较小的部分,并完成需要从单个小任务输出的任务,例如要计算印度的人口,您可以有4个线程来计算北,南,东和西的人口,完成后它们可以互相等待,当最后一个线程完成任务时,主线程或任何其他线程可以从每个区域中添加结果并打印总人口。 您可以在Java中使用CyclicBarrier:
1)实现多人游戏,直到所有玩家都加入后才能开始。
2)通过将其分解为较小的单个任务来执行冗长的计算,通常要实施Map reduce技术。
Java CyclicBarrier的 重点
1.一旦所有线程到达barrier,CyclicBarrier即可执行完成任务,可以在创建CyclicBarrier时提供。
2.如果用3个参与者初始化了CyclicBarrier,则意味着3个线程需要调用await方法来打破该障碍。
3. 线程将在await()上阻塞 ,直到各方到达障碍,另一个线程中断或等待超时为止。
4.如果另一个线程中断正在等待屏障的线程,它将抛出BrokernBarrierException,如下所示:
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:172)
at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:327)
5. CyclicBarrier .reset()将Barrier置于其初始状态,正在等待或尚未达到屏障的其他线程将以java.util.concurrent.BrokenBarrierException终止。
以上就是Java中带有示例的CyclicBarrier。 我们还看到了Java中CountDownLatch和CyclicBarrier之间的区别,并且了解了一些可以在Java并发代码中使用CyclicBarrier的想法。

参考: Javarevisited博客上的JCG合作伙伴 Javin Paul提供的Java 5中的CyclicBarrier示例–并发教程 。


翻译自: https://www.javacodegeeks.com/2012/08/java-concurrency-cyclicbarrier-example.html

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