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多线程同步【2】之CyclicBarrier

多线程同步【2】之CyclicBarrier

作者: 老肖79 | 来源:发表于2018-01-01 13:50 被阅读0次

    继续总结多线程同步常用的方法或者类,上一节介绍了CountDownLatch,这次介绍一下它的加强版本CyclicBarriar。

    CyclicBarriar--循环栅栏

    CyclicBarriar的一个特别典型的应用场景是:有一个比较大型的任务,需要分配好多个人分多个阶段去执行,在每个阶段,需要每个人都参与,并且需要所有人在完成各自的子任务后才算完成这个阶段的工作,才能开始下一个阶段的子任务,最后所有阶段工作都完成后,才能执行主任务,这时候,就可以选择CyclicBarrier了。

    1、CyclicBarriar的定义

    CyclicBarrier也是在Java1.5中被引入的一个线程同步类。CyclicBarrier类似于CountDownLatch也是个计数器, 不同的是CyclicBarrier初始元素个数是调用了CyclicBarrier.await()进入等待的线程数, 当线程数达到了CyclicBarrier初始时规定的数目时,所有进入等待状态的线程被唤醒并继续,如此循环。

    CyclicBarrier就象它名字的意思一样,可看成是个障碍。它允许一组线程互相等待,直到到达某个公共栅栏(屏障)点 (common barrier point)。在涉及需要多次并且多个线程进行互相等待时,所有的线程必须到齐后才能一起通过这个障碍点,CyclicBarrier将会非常有用。

    2、基本元素和常用方法

    CyclicBarrier(int parties)

              创建一个新的CyclicBarrier,parties表示有多少个数量的参与者参与。

    CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)

              创建一个新的CyclicBarrier,parties表示有多少个数量的参与者参与。barrierAction会由最后一个进入 barrier 的参与者执行。

    int await()

              在所有参与者在调用 await方法之前,将一直等待。

    int await(long timeout, TimeUnit unit)

              在等待时间超过timeout之前,所有参与者在调用 await方法之前,将一直等待。unit表示等待时间的单位。

    int getNumberWaiting()

              返回当前在屏障处等待的参与者数目。

    int getParties()

              返回要求启动此barrier的参与者数目。

    boolean isBroken()

              查询此屏障是否处于损坏状态。

    void reset()

              将屏障重置为其初始状态。

    CyclicBarrier 类构造函数CyclicBarrier(int parties)有一个整数初始值,这个值表示将在同一个点需要同步的线程数量。当其中一个线程到达某个阶段点后,它会调用await() 方法来等待其他线程。调用这个方法后,CyclicBarrier阻塞线程进入休眠直到其他线程到达。当最后一个线程调用CyclicBarrier 类的await() 方法,它唤醒所有等待的线程并继续执行它们的任务。然后如此循环。

    CyclicBarrier 类的另一个构造函数CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)初始时还可带一个Runnable的参数,此Runnable任务在CyclicBarrier的数目达到后,所有其它线程被唤醒前被执行。

    3、演示代码

    import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;

    import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

    import java.util.concurrent.ExecutorService;

    import java.util.concurrent.Executors;

    public class TestCyclicBarrier {

        public static void main(String [] args){

            ExecutorService service= Executors.newCachedThreadPool();

            final CyclicBarrier cb=new CyclicBarrier(3);  //三个线程同时到达

            MyRunnable myRunnable1 = new MyRunnable("张三", cb);

            service.execute(myRunnable1);

            MyRunnable myRunnable2 = new MyRunnable("赵四", cb);

            service.execute(myRunnable2);

            MyRunnable myRunnable3 = new MyRunnable("李五", cb);

            service.execute(myRunnable3);

            service.shutdown();

        }

        public void reachSchedule(String name, CyclicBarrier cb){

            try{

                Thread.sleep((long)(Math.random()*10000));

                System.out.println(name+

                        "到达公园,当前共有"+(cb.getNumberWaiting()+1)+"个已到达"+

                        (cb.getNumberWaiting()==2 ? ",到齐了,然后向公园门口出发!":"正在等候"));

                try {

                    cb.await();

                } catch (BrokenBarrierException e) {

                    // TODO Auto-generated catch block

                    e.printStackTrace();

                }

            } catch (InterruptedException e) {

                // TODO Auto-generated catch block

                e.printStackTrace();

            }

        }

        public void reachPark(String name, CyclicBarrier cb){

            try{

                Thread.sleep((long)(Math.random()*10000));

                System.out.println(name+

                        "到达公园,当前共有"+(cb.getNumberWaiting()+1)+"个已到达"+

                        (cb.getNumberWaiting()==2 ? ",都到公园了,发票开始玩,然后向饭店出发!":"正在等候"));

                try {

                    cb.await();

                } catch (BrokenBarrierException e) {

                    // TODO Auto-generated catch block

                    e.printStackTrace();

                }

            } catch (InterruptedException e) {

                // TODO Auto-generated catch block

                e.printStackTrace();

            }

        }

        public void reachHotel(String name, CyclicBarrier cb){

            try{

                Thread.sleep((long)(Math.random()*10000));

                System.out.println(name+

                        "到达公园,当前共有"+(cb.getNumberWaiting()+1)+"个已到达"+

                        (cb.getNumberWaiting()==2 ? ",都到饭店了,开始吃饭!":"正在等候"));

                try {

                    cb.await();

                } catch (BrokenBarrierException e) {

                    // TODO Auto-generated catch block

                    e.printStackTrace();

                }

            } catch (InterruptedException e) {

                // TODO Auto-generated catch block

                e.printStackTrace();

            }

        }

        static class MyRunnable implements Runnable {

            private String name;

            private CyclicBarrier cb;

            MyRunnable(String name, CyclicBarrier cb){

                this.name = name;

                this.cb = cb;

            }

            @Override

            public void run() {

                //先到学校

                reachSchedule(name);

                //再到公园

                reachPark(name);

                //最后到饭店

                reachHotel(name);

            }

        }

    }

    运行结果:

    赵四到达学校,当前共有1个已到达,等着吧。

    张三到达学校,当前共有2个已到达,等着吧。

    李五到达学校,当前共有3个已到达,到齐了,然后向公园门口出发!

    张三到达公园,当前共有1个已到达,等着吧。

    李五到达公园,当前共有2个已到达,等着吧。

    赵四到达公园,当前共有3个已到达,都到公园了,发票开始玩,结束后向饭店出发!

    赵四到达旅馆,当前共有1个已到达,等着吧。

    李五到达旅馆,当前共有2个已到达,等着吧。

    张三到达旅馆,当前共有3个已到达,都到饭店了,开始吃饭!

    4、CountDownLatch和CyclicBarrier比较

    CountDownLatch的作用是允许1或N个线程等待其他线程完成执行;而CyclicBarrier则是允许N个线程相互等待。

    CountDownLatch的计数器无法被重置,只能作为一次性的barrier使用;而CyclicBarrier的计数器可以被重置继续使用,因此它被称为是循环的barrier。

    CyclicBarrier可以替换CountDownLatch来使用,但是反过来行不通。

    5、总结

    如果是简单的一次性的多个或者一个线程同步,那使用CountDownLatch会很方便,本司机在日常开发中经常使用CountDownLatch处理两个线程的同步问题,真的是比较方便。如果是多个线程并需要多次同步时,可以考虑使用CyclicBarrier,目前本司机还没有在实际项目中使用过。

    本公众号将以推送Android各种碎片化小知识或小技巧,以及整理老司机日常工作中踩过的坑涉及到的知识点为主,也会不定期将正在学习使用的React Native一些知识点总结出来进行分享。每天一点干货小知识把你的碎片时间充分利用起来。

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