突擊并發(fā)編程JUC系列演示代碼地址：
https://github.com/mtcarpenter/JavaTutorial
俗話說(shuō)趁熱要打鐵,上篇中介紹的 CountDownLatch 的基本用法贺嫂， CountDownLatch 計(jì)數(shù)器是一次性的委造，也就是等到計(jì)數(shù)器值變?yōu)?后，再調(diào)用CountDownLatch的await和countdown方法都會(huì)立刻返回膘盖，這就起不到線程同步的效果了在张。
對(duì)于部分業(yè)務(wù)需要多次循環(huán)使用，就可以使用本章節(jié)的 CyclicBarrier，CyclicBarrier的字面意思是可循環(huán)使用（Cyclic）的屏障（Barrier）夷磕， 它同樣擁有 CountDownLatch的功能，CyclicBarrier的字面意思是可循環(huán)使用（Cyclic）的屏障（Barrier）仔沿。它要做的事情是坐桩，讓一組線程到達(dá)一個(gè)屏障（也可以叫同步點(diǎn)）時(shí)被阻塞，直到最后一個(gè)線程到達(dá)屏障時(shí)于未，屏障才會(huì)開(kāi)門撕攒，所有被屏障攔截的線程才會(huì)繼續(xù)運(yùn)行陡鹃。
重要方法
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構(gòu)造參數(shù)
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CyclicBarrier(int parties):parties表示的是參與的線程個(gè)數(shù)，這個(gè)數(shù)字通過(guò)構(gòu)造方法進(jìn)行傳遞抖坪。 -
CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction): 可以接受一個(gè)Runnable參數(shù) ,此參數(shù)表示柵欄動(dòng)作萍鲸，當(dāng)所有線程到達(dá)柵欄后，在所有線程執(zhí)行下一步動(dòng)作前擦俐，運(yùn)行參數(shù)中的動(dòng)作脊阴，這個(gè)動(dòng)作由最后一個(gè)到達(dá)柵欄的線程執(zhí)行。
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await()-
await(): 當(dāng)前線程調(diào)用CyclicBarrier的該方法時(shí)會(huì)被阻塞蚯瞧，直到滿足下面條件之一才會(huì)返回：parties個(gè)線程都調(diào)用了await（）方法嘿期，也就是線程都到了屏障點(diǎn)；其他線程調(diào)用了當(dāng)前線程的interrupt（）方法中斷了當(dāng)前線程埋合，則當(dāng)前線程會(huì)拋出InterruptedException異常而返回备徐；與當(dāng)前屏障點(diǎn)關(guān)聯(lián)的Generation對(duì)象的broken標(biāo)志被設(shè)置為true時(shí)，會(huì)拋出BrokenBarrierException異常甚颂，然后返回蜜猾。 -
await(long timeout, TimeUnit unit): 當(dāng)前線程調(diào)用CyclicBarrier的該方法時(shí)會(huì)被阻塞，直到滿足下面條件之一才會(huì)返回：parties個(gè)線程都調(diào)用了await（）方法振诬，也就是線程都到了屏障點(diǎn)蹭睡，這時(shí)候返回true；設(shè)置的超時(shí)時(shí)間到了后返回false赶么；其他線程調(diào)用當(dāng)前線程的interrupt（）方法中斷了當(dāng)前線程肩豁，則當(dāng)前線程會(huì)拋出InterruptedException異常然后返回；與當(dāng)前屏障點(diǎn)關(guān)聯(lián)的Generation對(duì)象的broken標(biāo)志被設(shè)置為true時(shí)辫呻，會(huì)拋出BrokenBarrierException異常清钥，然后返回。
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案例上手
分組等待
跟前面countDownLatch一樣通過(guò)學(xué)生的案例進(jìn)行講解印屁，新日小學(xué)的同學(xué)全部已在操場(chǎng)上循捺，但是操場(chǎng)的出口的只有三個(gè)，出口同時(shí)只能容納三個(gè)年級(jí)雄人，先整理好的三個(gè)年級(jí)為一組先出从橘，后面的年級(jí)為另一組進(jìn)行出場(chǎng)，示例如下：
public class CyclicBarrierExample1 {
private final static int gradeNum = 6;
private static CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3);
public static void main(String[] args) throws Exception {
ExecutorService exec = Executors.newScheduledThreadPool(gradeNum);
System.out.println("通知础钠、通知恰力，請(qǐng)準(zhǔn)備的年級(jí)先出發(fā).....");
for (int i = 0; i < gradeNum; i++) {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
int gradeName = i + 1;
exec.submit(() -> {
try {
wait(gradeName);
} catch (Exception e) {
}
});
}
exec.shutdown();
}
private static void wait(int gradeName) throws Exception {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
System.out.println(gradeName + "年級(jí)所有同學(xué)來(lái)到了出口......");
barrier.await();
System.out.println(gradeName + "年級(jí)所有同學(xué)到出發(fā)");
}
}
每個(gè)子任務(wù)在執(zhí)行完自己的邏輯后會(huì)調(diào)用await方法。一開(kāi)始計(jì)數(shù)器值為 3 ,相當(dāng)于三個(gè)班級(jí)旗吁，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)線程調(diào)用await方法時(shí)踩萎，計(jì)數(shù)器值會(huì)遞減為 1。由于此時(shí)計(jì)數(shù)器值不為 0很钓，所以當(dāng)前線程就到了屏障點(diǎn)而被阻塞香府。然后第二個(gè)線程調(diào)用await 時(shí)董栽，會(huì)進(jìn)入屏障，計(jì)數(shù)器值也會(huì)遞減企孩，現(xiàn)在計(jì)數(shù)器值為 0锭碳，執(zhí)行完畢后退出屏障點(diǎn)，繼續(xù)向下運(yùn)行勿璃。
運(yùn)行結(jié)果如下：
通知擒抛、通知，請(qǐng)準(zhǔn)備的年級(jí)先出發(fā).....
1年級(jí)所有同學(xué)來(lái)到了出口......
2年級(jí)所有同學(xué)來(lái)到了出口......
3年級(jí)所有同學(xué)來(lái)到了出口......
3年級(jí)所有同學(xué)到出發(fā)
1年級(jí)所有同學(xué)到出發(fā)
2年級(jí)所有同學(xué)到出發(fā)
4年級(jí)所有同學(xué)來(lái)到了出口......
5年級(jí)所有同學(xué)來(lái)到了出口......
6年級(jí)所有同學(xué)來(lái)到了出口......
6年級(jí)所有同學(xué)到出發(fā)
5年級(jí)所有同學(xué)到出發(fā)
4年級(jí)所有同學(xué)到出發(fā)
超時(shí)等待
為了早日達(dá)到植樹(shù)場(chǎng)地补疑，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)規(guī)定每一個(gè)年級(jí)從操場(chǎng)出去的時(shí)間為 2 秒歧沪，對(duì)于超時(shí)的引起的異常，再進(jìn)行異常處理莲组，示例如下
public class CyclicBarrierExample2 {
private final static int gradeNum = 6;
private static CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3);
public static void main(String[] args) throws Exception {
ExecutorService exec = Executors.newScheduledThreadPool(gradeNum);
System.out.println("通知诊胞、通知，請(qǐng)準(zhǔn)備的年級(jí)先出發(fā).....");
for (int i = 0; i < gradeNum; i++) {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
int gradeName = i + 1;
exec.submit(() -> {
try {
wait(gradeName);
} catch (Exception e) {
}
});
}
exec.shutdown();
}
private static void wait(int gradeName) throws Exception {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
System.out.println(gradeName + "年級(jí)所有同學(xué)來(lái)到了出口......");
try {
barrier.await(2000, TimeUnit.MILLISECONDS);
} catch (Exception e) {
System.out.println("CyclicBarrier 超時(shí)異常: " + gradeName + "年級(jí)-" + e);
}
System.out.println(gradeName + "年級(jí)所有同學(xué)到出發(fā)");
}
}
與上面的例子相比锹杈，CyclicBarrier 可以設(shè)置超時(shí)時(shí)間厢钧， 如barrier.await(2000, TimeUnit.MILLISECONDS); 子線程超過(guò)兩秒，就拋出異常嬉橙，根據(jù)自己的業(yè)務(wù)是中斷還是繼續(xù)向下運(yùn)行。
運(yùn)行結(jié)果如下：
通知寥假、通知市框，請(qǐng)準(zhǔn)備的年級(jí)先出發(fā).....
1年級(jí)所有同學(xué)來(lái)到了出口......
2年級(jí)所有同學(xué)來(lái)到了出口......
3年級(jí)所有同學(xué)來(lái)到了出口......
3年級(jí)所有同學(xué)到出發(fā)
1年級(jí)所有同學(xué)到出發(fā)
2年級(jí)所有同學(xué)到出發(fā)
4年級(jí)所有同學(xué)來(lái)到了出口......
5年級(jí)所有同學(xué)來(lái)到了出口......
6年級(jí)所有同學(xué)來(lái)到了出口......
CyclicBarrier 超時(shí)異常: 4年級(jí)-java.util.concurrent.TimeoutException
4年級(jí)所有同學(xué)到出發(fā)
CyclicBarrier 超時(shí)異常: 5年級(jí)-java.util.concurrent.BrokenBarrierException
5年級(jí)所有同學(xué)到出發(fā)
CyclicBarrier 超時(shí)異常: 6年級(jí)-java.util.concurrent.BrokenBarrierException
6年級(jí)所有同學(xué)到出發(fā)
回調(diào)
每一個(gè)年級(jí)達(dá)到入口之后，匯報(bào)給領(lǐng)導(dǎo)糕韧，領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行接下來(lái)的安排枫振。示例如下：
public class CyclicBarrierExample3 {
private final static int gradeNum = 6;
private static CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3, new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("******所有子線程達(dá)到屏障******");
}
});
public static void main(String[] args) throws Exception {
ExecutorService exec = Executors.newScheduledThreadPool(gradeNum);
System.out.println("通知、通知萤彩，請(qǐng)準(zhǔn)備的年級(jí)先出發(fā).....");
for (int i = 0; i < gradeNum; i++) {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
int gradeName = i + 1;
exec.submit(() -> {
try {
wait(gradeName);
} catch (Exception e) {
}
});
}
exec.shutdown();
}
private static void wait(int gradeName) throws Exception {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
System.out.println(gradeName + "年級(jí)所有同學(xué)來(lái)到了出口......");
barrier.await();
System.out.println(gradeName + "年級(jí)所有同學(xué)到出發(fā)");
}
}
如上代碼創(chuàng)建了一個(gè) CyclicBarrier 對(duì)象粪滤，其第一個(gè)參數(shù)為計(jì)數(shù)器初始值，第二個(gè)參數(shù)Runable是當(dāng)計(jì)數(shù)器值為 0 是需要執(zhí)行的任務(wù)雀扶。當(dāng)計(jì)數(shù)器值為 0杖小，這時(shí)就會(huì)去執(zhí)行CyclicBarrier 構(gòu)造函數(shù)中的任務(wù)，執(zhí)行完畢后退出屏障點(diǎn)愚墓，繼續(xù)向下運(yùn)行予权。
CyclicBarrier與CountDownLatch區(qū)別
CyclicBarrier與CountDownLatch可能容易混淆，我們強(qiáng)調(diào)下它們的區(qū)別浪册。
CountDownLatch的參與線程是有不同角色的扫腺，有的負(fù)責(zé)倒計(jì)時(shí)，有的在等待倒計(jì)時(shí)變?yōu)?0村象，負(fù)責(zé)倒計(jì)時(shí)和等待倒計(jì)時(shí)的線程都可以有多個(gè)笆环，用于不同角色線程間的同步攒至。CyclicBarrier的參與線程角色是一樣的，用于同一角色線程間的協(xié)調(diào)一致躁劣。CountDownLatch是一次性的迫吐，而CyclicBarrier是可以重復(fù)利用的。
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