一、概述
CyclicBarrier吐葵，也是位于java.util.concurrent包下的一個并發(fā)同步工具類，光從字面上理解的意思是可循環(huán)使用（Cyclic）的屏障（Barrier）桥氏。
主要的作用是：可以讓一組線程到達一個屏障（也可以叫同步點）時被阻塞温峭，直到這組線程中的最后一個線程到達屏障時，屏障才會被移除字支，然后就可以使得所有被屏障攔截的線程能夠繼續(xù)往下干活凤藏。我們暫且把這個狀態(tài)就叫做barrier奸忽，當(dāng)調(diào)用await()方法之后，線程就處于barrier了揖庄。
二栗菜、應(yīng)用場景
CyclicBarrier可以用于多線程計算數(shù)據(jù)，最后合并計算結(jié)果的應(yīng)用場景蹄梢。比如我們用一個Excel文件保存了用戶的所有銀行流水疙筹，然后每個sheet工作簿保存一個賬戶最近一年的每筆流水記錄，現(xiàn)在需要統(tǒng)計用戶的日均銀行流水禁炒，那么就可以使用多線程處理每個sheet工作簿里的銀行流水而咆，全部執(zhí)行完之后，得到每個sheet的日均銀行流水幕袱，最后翘盖，再一起統(tǒng)計這些線程的計算結(jié)果，從而最終計算出整個Excel的日均銀行流水凹蜂。
三馍驯、使用方法
3.1、默認構(gòu)造器
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {
if (parties <= 0) throw new IllegalArgumentException();
this.parties = parties;
this.count = parties;
this.barrierCommand = barrierAction;
}
public CyclicBarrier(int parties) {
this(parties, null);
}
其中玛痊，parties這個參數(shù)表示屏障攔截的線程數(shù)量绍绘，每個線程調(diào)用await()方法告訴CyclicBarrier我已經(jīng)到達了屏障，然后當(dāng)前線程被阻塞牡借，而barrierAction這個參數(shù)的作用則是：當(dāng)這些線程都到達了屏障時酵使，可以額外做某些事情的，其本身是傳入了一個Runnable類型的參數(shù)对省，然后可以在run()方法中可以額外做一些事情蝗拿。
3.2、重要方法
public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException {
try {
return dowait(false, 0L);
} catch (TimeoutException toe) {
throw new Error(toe); // cannot happen
}
}
通常比較常用蒿涎，可以用于掛起一組線程哀托，直至所有的線程都到達屏障了再同時執(zhí)行后續(xù)任務(wù)。
public int await(long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException,
BrokenBarrierException,
TimeoutException {
return dowait(true, unit.toNanos(timeout));
}
可以讓這些那些先到達屏障狀態(tài)的線程等待一定的時間劳秋，如果此時還有線程沒有到達屏障則直接讓已經(jīng)到達屏障的線程繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)任務(wù)仓手。
四、代碼實例
- 假若有若干個線程都要進行寫數(shù)據(jù)操作玻淑，并且只有所有線程都完成寫數(shù)據(jù)操作之后嗽冒，這些線程才能繼續(xù)做后面的事情，此時就可以利用CyclicBarrier了补履。
package com.feizi.java.concurrency.tool;
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
/**
* Created by feizi on 2018/6/4.
*/
public class TestCyclicBarrier {
public static void main(String[] args) {
int N = 4;
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(N);
for (int i = 0; i < N; i++){
new Writer(barrier).start();
}
}
static class Writer extends Thread{
private CyclicBarrier barrier;
public Writer(CyclicBarrier barrier) {
this.barrier = barrier;
}
@Override
public void run() {
System.out.println("線程" + Thread.currentThread().getName() + "正在寫入數(shù)據(jù)...");
try {
//模擬寫入耗時操作
Thread.sleep(5000);
System.out.println("線程" + Thread.currentThread().getName() + "寫入數(shù)據(jù)完畢添坊，等待其他線程寫入完畢...");
barrier.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("所有線程寫入完畢，繼續(xù)處理其他任務(wù)...");
}
}
}
控制臺輸出結(jié)果：
線程Thread-1正在寫入數(shù)據(jù)...
線程Thread-0正在寫入數(shù)據(jù)...
線程Thread-3正在寫入數(shù)據(jù)...
線程Thread-2正在寫入數(shù)據(jù)...
線程Thread-1寫入數(shù)據(jù)完畢箫锤，等待其他線程寫入完畢...
線程Thread-2寫入數(shù)據(jù)完畢贬蛙，等待其他線程寫入完畢...
線程Thread-3寫入數(shù)據(jù)完畢雨女，等待其他線程寫入完畢...
線程Thread-0寫入數(shù)據(jù)完畢，等待其他線程寫入完畢...
所有線程寫入完畢速客，繼續(xù)處理其他任務(wù)...
所有線程寫入完畢戚篙，繼續(xù)處理其他任務(wù)...
所有線程寫入完畢，繼續(xù)處理其他任務(wù)...
所有線程寫入完畢溺职，繼續(xù)處理其他任務(wù)...
Process finished with exit code 0
從上面輸出結(jié)果可以看到岔擂，每個線程執(zhí)行完畢之后，都在等待其他線程執(zhí)行完畢浪耘，當(dāng)所有線程都執(zhí)行完畢之后乱灵，則他們就可以繼續(xù)進行后續(xù)的任務(wù)了。
- 如果想在所有線程都到達屏障后七冲，還需要進行一些額外的操作痛倚，那么這個時候可以使用上面說的第二個構(gòu)造函數(shù)了，傳入一個Runnable參數(shù)進行處理澜躺。
package com.feizi.java.concurrency.tool;
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
/**
* Created by feizi on 2018/6/5.
*/
public class TestCyclicBarrierDemo {
public static void main(String[] args) {
int N = 4;
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(N, new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("當(dāng)前線程" + Thread.currentThread().getName() + "被翻牌了...");
}
});
for (int i = 0; i < N; i++){
new Writer(barrier).start();
}
}
static class Writer extends Thread{
private CyclicBarrier barrier;
public Writer(CyclicBarrier barrier) {
this.barrier = barrier;
}
@Override
public void run() {
System.out.println("線程" + Thread.currentThread().getName() + "正在寫入數(shù)據(jù)...");
try {
//模擬耗時操作
Thread.sleep(5000);
System.out.println("線程" + Thread.currentThread().getName() + "寫入數(shù)據(jù)完畢...");
barrier.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("所有線程寫入完畢蝉稳，繼續(xù)處理其他任務(wù)...");
}
}
}
控制臺輸出結(jié)果：
線程Thread-0正在寫入數(shù)據(jù)...
線程Thread-1正在寫入數(shù)據(jù)...
線程Thread-2正在寫入數(shù)據(jù)...
線程Thread-3正在寫入數(shù)據(jù)...
線程Thread-1寫入數(shù)據(jù)完畢...
線程Thread-2寫入數(shù)據(jù)完畢...
線程Thread-3寫入數(shù)據(jù)完畢...
線程Thread-0寫入數(shù)據(jù)完畢...
當(dāng)前線程Thread-0被翻牌了...
所有線程寫入完畢，繼續(xù)處理其他任務(wù)...
所有線程寫入完畢掘鄙，繼續(xù)處理其他任務(wù)...
所有線程寫入完畢耘戚，繼續(xù)處理其他任務(wù)...
所有線程寫入完畢，繼續(xù)處理其他任務(wù)...
Process finished with exit code 0
從上面的輸出結(jié)果我們可以看到操漠，當(dāng)4個線程都到達屏障后收津，CyclicBarrier會從這組線程中選擇一個線程（隨機選擇，跟CPU調(diào)度有關(guān)浊伙，誰被分配了時間片撞秋，就誰去執(zhí)行）去執(zhí)行Runnable中的內(nèi)容，也就是額外的操作了嚣鄙。我們看到上面選擇的是Thread-0這個線程吻贿。
- 如果想讓那些先到達屏障狀態(tài)的線程等待一定的時間，然后如果此時還有線程沒有到達屏障則直接讓已經(jīng)到達屏障的線程繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)任務(wù)拗慨。那么我們可以使用上面介紹的這個
public int await(long timeout, TimeUnit unit)方法廓八。
package com.feizi.java.concurrency.tool;
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.TimeoutException;
/**
* Created by feizi on 2018/6/5.
*/
public class TestCyclicBarrierDemo1 {
public static void main(String[] args) {
int N = 4;
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(N);
for (int i = 0; i < N; i++){
if(i < N -1){
new Writer(barrier).start();
}else {
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
new Writer(barrier).start();
}
}
}
static class Writer extends Thread{
private CyclicBarrier barrier;
public Writer(CyclicBarrier barrier) {
this.barrier = barrier;
}
@Override
public void run() {
System.out.println("線程 " + Thread.currentThread().getName() + "正在寫入數(shù)據(jù)...");
try {
//模擬耗時操作
Thread.sleep(1000);
System.out.println("線程 " + Thread.currentThread().getName() + "寫入數(shù)據(jù)完畢， 等待其他線程寫入完畢...");
try {
barrier.await(5000, TimeUnit.MILLISECONDS);
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
} catch (TimeoutException e) {
e.printStackTrace();
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ", 所有線程寫入完畢赵抢，繼續(xù)處理其他任務(wù)...");
}
}
}
控制臺輸出結(jié)果：
線程 Thread-0正在寫入數(shù)據(jù)...
線程 Thread-2正在寫入數(shù)據(jù)...
線程 Thread-1正在寫入數(shù)據(jù)...
線程 Thread-0寫入數(shù)據(jù)完畢， 等待其他線程寫入完畢...
線程 Thread-2寫入數(shù)據(jù)完畢声功， 等待其他線程寫入完畢...
線程 Thread-1寫入數(shù)據(jù)完畢烦却， 等待其他線程寫入完畢...
線程 Thread-3正在寫入數(shù)據(jù)...
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:250)
at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:435)
at com.feizi.java.concurrency.tool.TestCyclicBarrierDemo1$Writer.run(TestCyclicBarrierDemo1.java:49)
java.util.concurrent.TimeoutException
at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:257)
at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:435)
at com.feizi.java.concurrency.tool.TestCyclicBarrierDemo1$Writer.run(TestCyclicBarrierDemo1.java:49)
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:250)
at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:435)
at com.feizi.java.concurrency.tool.TestCyclicBarrierDemo1$Writer.run(TestCyclicBarrierDemo1.java:49)
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:207)
at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:435)
at com.feizi.java.concurrency.tool.TestCyclicBarrierDemo1$Writer.run(TestCyclicBarrierDemo1.java:49)
線程 Thread-3寫入數(shù)據(jù)完畢， 等待其他線程寫入完畢...
Thread-2, 所有線程寫入完畢先巴，繼續(xù)處理其他任務(wù)...
Thread-0, 所有線程寫入完畢其爵，繼續(xù)處理其他任務(wù)...
Thread-1, 所有線程寫入完畢冒冬，繼續(xù)處理其他任務(wù)...
Thread-3, 所有線程寫入完畢，繼續(xù)處理其他任務(wù)...
Process finished with exit code 0
從上面輸出結(jié)果摩渺，我們可以看到简烤，因為在main方法測試的時候，我們特意指定了讓最后一個線程延遲啟動摇幻，由于在前面三個線程都到達了屏障之后横侦，在等待了指定的時間之后發(fā)現(xiàn)第4個線程還沒有到達屏障，然后就會拋出異常而去繼續(xù)執(zhí)行后面的任務(wù)了绰姻。
五枉侧、CyclicBarrier和CountDownLatch的區(qū)別
CountDownLatch的計數(shù)器只能使用一次。而CyclicBarrier的計數(shù)器可以使用reset() 方法重置狂芋。所以CyclicBarrier能處理更為復(fù)雜的業(yè)務(wù)場景榨馁，比如如果計算發(fā)生錯誤，可以重置計數(shù)器帜矾，并讓線程們重新執(zhí)行一次翼虫。
CyclicBarrier還提供其他有用的方法，比如getNumberWaiting方法可以獲得CyclicBarrier阻塞的線程數(shù)量屡萤。isBroken方法用來知道阻塞的線程是否被中斷珍剑。
除此之外，CyclicBarrier還可以進行重用灭衷，即重復(fù)使用：
package com.feizi.java.concurrency.tool;
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
/**
* Created by feizi on 2018/6/5.
*/
public class TestCyclicBarrierDemo2 {
public static void main(String[] args) {
int N = 4;
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(N);
for (int i = 0; i < N; i++){
new Writer(barrier).start();
}
try {
Thread.sleep(10000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("CyclicBarrierz重用1...");
for (int i = 0; i < N; i++){
new Writer(barrier).start();
}
try {
Thread.sleep(10000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("CyclicBarrierz重用2...");
for (int i = 0; i < N; i++){
new Writer(barrier).start();
}
}
static class Writer extends Thread{
private CyclicBarrier barrier;
public Writer(CyclicBarrier barrier) {
this.barrier = barrier;
}
@Override
public void run() {
System.out.println("線程 " + Thread.currentThread().getName() + " 正在寫入數(shù)據(jù)...");
try {
Thread.sleep(5000);
System.out.println("線程 " + Thread.currentThread().getName() + " 寫入數(shù)據(jù)完畢次慢，等待其他線程寫入完畢...");
barrier.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "， 所有線程寫入完畢翔曲，繼續(xù)處理其他任務(wù)...");
}
}
}
控制臺輸出結(jié)果：
線程 Thread-0 正在寫入數(shù)據(jù)...
線程 Thread-1 正在寫入數(shù)據(jù)...
線程 Thread-2 正在寫入數(shù)據(jù)...
線程 Thread-3 正在寫入數(shù)據(jù)...
線程 Thread-0 寫入數(shù)據(jù)完畢迫像，等待其他線程寫入完畢...
線程 Thread-3 寫入數(shù)據(jù)完畢，等待其他線程寫入完畢...
線程 Thread-1 寫入數(shù)據(jù)完畢瞳遍，等待其他線程寫入完畢...
線程 Thread-2 寫入數(shù)據(jù)完畢闻妓，等待其他線程寫入完畢...
Thread-3， 所有線程寫入完畢掠械，繼續(xù)處理其他任務(wù)...
Thread-0由缆， 所有線程寫入完畢，繼續(xù)處理其他任務(wù)...
Thread-2猾蒂， 所有線程寫入完畢均唉，繼續(xù)處理其他任務(wù)...
Thread-1， 所有線程寫入完畢肚菠，繼續(xù)處理其他任務(wù)...
CyclicBarrierz重用1...
線程 Thread-4 正在寫入數(shù)據(jù)...
線程 Thread-5 正在寫入數(shù)據(jù)...
線程 Thread-6 正在寫入數(shù)據(jù)...
線程 Thread-7 正在寫入數(shù)據(jù)...
線程 Thread-5 寫入數(shù)據(jù)完畢舔箭，等待其他線程寫入完畢...
線程 Thread-4 寫入數(shù)據(jù)完畢，等待其他線程寫入完畢...
線程 Thread-6 寫入數(shù)據(jù)完畢，等待其他線程寫入完畢...
線程 Thread-7 寫入數(shù)據(jù)完畢层扶，等待其他線程寫入完畢...
Thread-5箫章， 所有線程寫入完畢，繼續(xù)處理其他任務(wù)...
Thread-6镜会， 所有線程寫入完畢檬寂，繼續(xù)處理其他任務(wù)...
Thread-4， 所有線程寫入完畢戳表，繼續(xù)處理其他任務(wù)...
Thread-7桶至， 所有線程寫入完畢，繼續(xù)處理其他任務(wù)...
CyclicBarrierz重用2...
線程 Thread-8 正在寫入數(shù)據(jù)...
線程 Thread-9 正在寫入數(shù)據(jù)...
線程 Thread-10 正在寫入數(shù)據(jù)...
線程 Thread-11 正在寫入數(shù)據(jù)...
線程 Thread-9 寫入數(shù)據(jù)完畢扒袖，等待其他線程寫入完畢...
線程 Thread-10 寫入數(shù)據(jù)完畢塞茅，等待其他線程寫入完畢...
線程 Thread-8 寫入數(shù)據(jù)完畢，等待其他線程寫入完畢...
線程 Thread-11 寫入數(shù)據(jù)完畢季率，等待其他線程寫入完畢...
Thread-11野瘦， 所有線程寫入完畢，繼續(xù)處理其他任務(wù)...
Thread-8飒泻， 所有線程寫入完畢鞭光，繼續(xù)處理其他任務(wù)...
Thread-10， 所有線程寫入完畢泞遗，繼續(xù)處理其他任務(wù)...
Thread-9惰许， 所有線程寫入完畢，繼續(xù)處理其他任務(wù)...
Process finished with exit code 0
從上面輸出結(jié)果史辙，我們可以看到汹买，在首次的4個線程穿過屏障之后，又可以繼續(xù)重新一輪的使用聊倔，而CountDownLatch則無法做到重復(fù)使用晦毙。
