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 和 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 中 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。