1.4 CyclicBarrier 的用法

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2023-12-01

CyclicBarrier是一个同步辅助类，它允许一组线程互相等待，直到到达某个公共屏障点 (common barrier point)。在涉及一组固定大小的线程的程序中，这些线程必须不时地互相等待，此时 CyclicBarrier 很有用。因为该 barrier 在释放等待线程后可以重用，所以称它为循环的 barrier。

　　CyclicBarrier类似于CountDownLatch也是个计数器，不同的是CyclicBarrier数的是调用了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。 CyclicBarrier就象它名字的意思一样，可看成是个障碍，所有的线程必须到齐后才能一起通过这个障碍。 CyclicBarrier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。

package thread.thread;  

import java.util.concurrent.CountDownLatch;  
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;  
import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque;  
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;  
import java.util.concurrent.TimeUnit;  

/** 
 * ClassName:CountDownLatchTest <br/> 
 * Function: TODO ADD FUNCTION. <br/> 
 * Reason: TODO ADD REASON. <br/> 
 * Date: 2015年7月30日 下午2:04:07 <br/> 
 *  
 * @author chiwei 
 * @version 
 * @since JDK 1.6 
 * @see 
 */  
public class CyclicBarrierTest {  

    public static void main(String[] args) {  
        ThreadPoolExecutor poolExe = new ThreadPoolExecutor(100, 1000, 1, TimeUnit.SECONDS,  
                new LinkedBlockingDeque<Runnable>(100));  
        int count = 10;  
        // 考试开始铃声响起，考试开始  
        final CountDownLatch examBegin = new CountDownLatch(1);  
        // 单个考生，考试结束交卷  
        final CyclicBarrier student = new CyclicBarrier(count+1);  

        // 一个考场10位考生  
        for (int i = 0; i < count; i++) {  
            Runnable runnable = new Runnable() {  
                public void run() {  
                    try {  
                        System.out.println("考生" + Thread.currentThread().getName() + "在等待考试开始的铃声响起");  
                        examBegin.await();  
                        System.out.println("考生听到铃声" + Thread.currentThread().getName() + "开始答题");  
                        Thread.sleep((long) (Math.random() * 100));//答题过程，真正的业务逻辑处理部分  
                        System.out.println("考生" + Thread.currentThread().getName() + "交卷");  
                        student.await();  
                    } catch (Exception e) {  
                        e.printStackTrace();  
                    }  
                }  
            };  
            poolExe.execute(runnable); // 运动员开始任务  
        }  

        try {  
            // 答题时间  
            Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));  
            System.out.println("考场" + Thread.currentThread().getName() + "开始铃声即将响起");  
            examBegin.countDown();  
            System.out.println("考场" + Thread.currentThread().getName() + "考试开始铃声响起");  
            student.await(); // 所有考生交卷  
            System.out.println("考场" + Thread.currentThread().getName() + "考试结束");  
        } catch (Exception e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
        poolExe.shutdown();  

    }  

}

CountDownLatch的构造方法的参数count值是调用countDown的数量，而CyclicBarrier的数量是await，所以加1 考生pool-1-thread-1在等待考试开始的铃声响起
考生pool-1-thread-2在等待考试开始的铃声响起
考生pool-1-thread-6在等待考试开始的铃声响起
考生pool-1-thread-7在等待考试开始的铃声响起
考生pool-1-thread-5在等待考试开始的铃声响起
考生pool-1-thread-4在等待考试开始的铃声响起
考生pool-1-thread-10在等待考试开始的铃声响起
考生pool-1-thread-9在等待考试开始的铃声响起
考生pool-1-thread-3在等待考试开始的铃声响起
考生pool-1-thread-8在等待考试开始的铃声响起
考场main开始铃声即将响起
考场main考试开始铃声响起
考生听到铃声pool-1-thread-1开始答题
考生听到铃声pool-1-thread-2开始答题
考生听到铃声pool-1-thread-6开始答题
考生听到铃声pool-1-thread-7开始答题
考生听到铃声pool-1-thread-5开始答题
考生听到铃声pool-1-thread-4开始答题
考生听到铃声pool-1-thread-3开始答题
考生听到铃声pool-1-thread-8开始答题
考生听到铃声pool-1-thread-9开始答题
考生听到铃声pool-1-thread-10开始答题
考生pool-1-thread-5交卷
考生pool-1-thread-4交卷
考生pool-1-thread-9交卷
考生pool-1-thread-2交卷
考生pool-1-thread-6交卷
考生pool-1-thread-1交卷
考生pool-1-thread-10交卷
考生pool-1-thread-7交卷
考生pool-1-thread-8交卷
考生pool-1-thread-3交卷
考场main考试结束

从结果来看，和CountDownLatch达到同样的效果。

注意二者的区别： CountDownLatch是在多个线程都执行的countDown后才触发事件，唤醒await在latch上的线程，而执行countDown的线程，在执行完countDown后继续自己线程的工作； CyclicBarrier是一个栅栏，用于同步所有调用await方法的线程，并且等所有线程都到了await方法的时候，它们一起返回继续各自的工作，最外层的一个await是的计数到0，才是的所有线程得以继续执行；因为使用CyclicBarrier的线程会阻塞在await方法上，所以在线程池中使用要格外小心，如果线程池的线程数量过少，就会发生死锁

student.await();  
System.out.println("看看CyclicBarrier的await方法能不能把我阻塞住！");  
考生pool-1-thread-1在等待考试开始的铃声响起  
考生pool-1-thread-3在等待考试开始的铃声响起  
考生pool-1-thread-2在等待考试开始的铃声响起  
考生pool-1-thread-4在等待考试开始的铃声响起  
考生pool-1-thread-5在等待考试开始的铃声响起  
考生pool-1-thread-6在等待考试开始的铃声响起  
考生pool-1-thread-7在等待考试开始的铃声响起  
考生pool-1-thread-8在等待考试开始的铃声响起  
考生pool-1-thread-9在等待考试开始的铃声响起  
考生pool-1-thread-10在等待考试开始的铃声响起  
考场main开始铃声即将响起  
考场main考试开始铃声响起  
考生听到铃声pool-1-thread-1开始答题  
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考生听到铃声pool-1-thread-5开始答题  
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考生pool-1-thread-2交卷  
考生pool-1-thread-10交卷  
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考生pool-1-thread-8交卷  
考生pool-1-thread-7交卷  
考生pool-1-thread-6交卷  
考生pool-1-thread-9交卷  
看看CyclicBarrier的await方法能不能把我阻塞住！  
考场main考试结束  
看看CyclicBarrier的await方法能不能把我阻塞住！  
看看CyclicBarrier的await方法能不能把我阻塞住！  
看看CyclicBarrier的await方法能不能把我阻塞住！  
看看CyclicBarrier的await方法能不能把我阻塞住！  
看看CyclicBarrier的await方法能不能把我阻塞住！  
看看CyclicBarrier的await方法能不能把我阻塞住！  
看看CyclicBarrier的await方法能不能把我阻塞住！  
看看CyclicBarrier的await方法能不能把我阻塞住！  
看看CyclicBarrier的await方法能不能把我阻塞住！ 

从结果来看，CyclicBarrier的await方法的确阻塞当前线程的继续执行，只有计数到0才会得以全部继续执行。
student.countDown();  
System.out.println("看看CountDownLatch的countDown方法能不能把我阻塞住！");  
考生pool-1-thread-1在等待考试开始的铃声响起  
考生pool-1-thread-3在等待考试开始的铃声响起  
考生pool-1-thread-2在等待考试开始的铃声响起  
考生pool-1-thread-4在等待考试开始的铃声响起  
考生pool-1-thread-5在等待考试开始的铃声响起  
考生pool-1-thread-6在等待考试开始的铃声响起  
考生pool-1-thread-9在等待考试开始的铃声响起  
考生pool-1-thread-8在等待考试开始的铃声响起  
考生pool-1-thread-7在等待考试开始的铃声响起  
考生pool-1-thread-10在等待考试开始的铃声响起  
考场main开始铃声即将响起  
考场main考试开始铃声响起  
考生听到铃声pool-1-thread-3开始答题  
考生听到铃声pool-1-thread-2开始答题  
考生听到铃声pool-1-thread-1开始答题  
考生pool-1-thread-2交卷  
考生听到铃声pool-1-thread-10开始答题  
考生听到铃声pool-1-thread-7开始答题  
考生听到铃声pool-1-thread-8开始答题  
考生听到铃声pool-1-thread-9开始答题  
考生听到铃声pool-1-thread-6开始答题  
考生听到铃声pool-1-thread-5开始答题  
考生听到铃声pool-1-thread-4开始答题  
考生pool-1-thread-9交卷  
看看CountDownLatch的countDown方法能不能把我阻塞住！  
看看CountDownLatch的countDown方法能不能把我阻塞住！  
考生pool-1-thread-10交卷  
看看CountDownLatch的countDown方法能不能把我阻塞住！  
考生pool-1-thread-7交卷  
看看CountDownLatch的countDown方法能不能把我阻塞住！  
考生pool-1-thread-4交卷  
看看CountDownLatch的countDown方法能不能把我阻塞住！  
考生pool-1-thread-3交卷  
看看CountDownLatch的countDown方法能不能把我阻塞住！  
考生pool-1-thread-5交卷  
看看CountDownLatch的countDown方法能不能把我阻塞住！  
考生pool-1-thread-6交卷  
看看CountDownLatch的countDown方法能不能把我阻塞住！  
考生pool-1-thread-1交卷  
看看CountDownLatch的countDown方法能不能把我阻塞住！  
考生pool-1-thread-8交卷  
看看CountDownLatch的countDown方法能不能把我阻塞住！  
考场main考试结束

而CountDownLatch的countDown方法执行后，线程会继续执行，不会阻塞。