CyclicBarrier是java.util.concurrent包下面的一个工具类，字面意思是可循环使用（Cyclic）的屏障（Barrier），通过它可以实现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，所有被屏障拦截的线程才会继续执行。
这篇文章将介绍CyclicBarrier这个同步工具类的以下几点
- 通过案例分析
- 两种不同构造函数测试
- CyclicBarrier和CountDownLatch的区别
- await方法及源码分析。
需求
继上一篇CountDownLatch模拟游戏加载后，现在用户点击开始按钮后，需要匹配包括自己在内的五个玩家才能开始游戏，匹配玩家成功后进入到选择角色阶段。当5位玩家角色都选择完毕后，开始进入游戏。进入游戏时需要加载相关的数据，待全部玩家都加载完毕后正式开始游戏。
解决方案
从需求中可以知道，想要开始游戏需要经过三个阶段，分别是
- 匹配玩家
- 选择角色
- 加载数据
在这三个阶段中，都需要互相等待对方完成才能继续进入下个阶段。
这时可以采用CyclicBarrier来作为各个阶段的节点，等待其他玩家到达，在进入下个阶段。
定义继承Runnable的类
这里名称就叫做StartGame，包含两个属性
private String player;
private CyclicBarrier barrier;通过构造函数初始化两个属性
public StartGame(String player, CyclicBarrier barrier) {this.player = player;this.barrier = barrier;
}run方法如下
public void run() {try {System.out.println(this.getPlayer()+" 开始匹配玩家...");findOtherPlayer();barrier.await();System.out.println(this.getPlayer()+" 进行选择角色...");choiceRole();System.out.println(this.getPlayer()+" 角色选择完毕等待其他玩家...");barrier.await();System.out.println(this.getPlayer()+" 开始游戏,进行游戏加载...");loading();System.out.println(this.getPlayer()+" 游戏加载完毕等待其他玩家加载完成...");barrier.await();start();} catch (Exception e){e.printStackTrace();}
}其他的方法findOtherPlayer()、choiceRole()等待使用
Thread.sleep()来模拟花费时间
编写测试代码
CyclicBarrier有两个构造函数,如下
public CyclicBarrier(int parties) {}
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {}先来看看一个参数的构造函数
CyclicBarrier(int parties)
public static void main(String[] args) throws IOException {CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(5);Thread player1 = new Thread(new StartGame("1",barrier));Thread player2 = new Thread(new StartGame("2",barrier));Thread player3 = new Thread(new StartGame("3",barrier));Thread player4 = new Thread(new StartGame("4",barrier));Thread player5 = new Thread(new StartGame("5",barrier));player1.start();player2.start();player3.start();player4.start();player5.start();System.in.read();
}测试结果如下
CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(5);替换为
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(5, () -> {try {System.out.println("阶段完成，等待2秒...");Thread.sleep(2000);System.out.println("进入下个阶段...");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}});再来看看效果
可以看到在到达某个节点时，会执行实例化CyclicBarrier时传入的Runnable对象。而且每一次到达都会执行一次。
CyclicBarrier和CountDownLatch的区别
| CountDownLatch | CyclicBarrier |
|---|---|
| 计数为0时，无法重置 | 计数达到0时，计数置为传入的值重新开始 |
| 调用countDown()方法计数减一，调用await()方法只进行阻塞，对计数没任何影响 | 调用await()方法计数减一，若减一后的值不等于0，则线程阻塞 |
| 不可重复使用 | 可重复使用 |
await方法
public int await(){}
public int await(long timeout, TimeUnit unit){}无参的await方法这里就不做介绍了，主要介绍下有参的await方法。
有参的await方法传入两个参数，一个是时间、另一个是时间单位
当调用有参的await方法时会出现下方两个异常
java.util.concurrent.TimeoutException
java.util.concurrent.BrokenBarrierExceptionTimeoutException异常是指调用await方法后等待时间超过传入的时间，此时会将CyclicBarrier的状态变成broken，其他调用await方法将会抛出BrokenBarrierException异常，这时的CyclicBarrier将变得不可用，需要调用reset()方法重置CyclicBarrier的状态。
为什么这么说？
源码分析一波就可以看出来了
不管是有参还是无参的await方法都是调用CyclicBarrier的dowait(boolean timed, long nanos)方法，这个方法代码太长了，截取部分贴出来
private int dowait(boolean timed, long nanos){//加锁、try catch代码final Generation g = generation;//判断栅栏的状态if (g.broken)throw new BrokenBarrierException();//...省略int index = --count;//(index == 0) 时的代码，省略for (;;) {try {if (!timed)trip.await();else if (nanos > 0L)nanos = trip.awaitNanos(nanos);} catch (InterruptedException ie) {}//判断栅栏的状态if (g.broken)throw new BrokenBarrierException();if (g != generation)return index;//判断是否是定时的，且已经超时了if (timed && nanos <= 0L) {//打破栅栏的状态breakBarrier();throw new TimeoutException();}}//解锁
}在代码的尾部进行判断当前等待是否已经超时，如果是会调用breakBarrier()方法，且抛出TimeoutException异常，下面是breakBarrier()的代码
private void breakBarrier() {generation.broken = true;count = parties;trip.signalAll();
}代码中将broken状态置为true，表示当前栅栏移除损坏状态，且重置栅栏数量，然后唤醒其他等待的线程。此时被唤醒的线程或者其他线程进入dowait方法时，都会抛出BrokenBarrierException异常案例源代码地址：
https://github.com/rainbowda/learnWay/tree/master/learnConcurrency/src/main/java/com/learnConcurrency/utils/cyclicBarrier
觉得不错的点个Star，谢谢
原文链接
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