CyclicBarrier 類介紹

CyclicBarrier是一個同步工具類，它允許一組執行緒在到達某個柵欄點(common barrier point)互相等待，發生阻塞，直到最後一個執行緒到達柵欄點，柵欄才會開啟，處於阻塞狀態的執行緒恢復繼續執行.它非常適用於一組執行緒之間必需經常互相等待的情況。CyclicBarrier字面理解是迴圈的柵欄，之所以稱之為迴圈的是因為在等待執行緒釋放後，該柵欄還可以複用。

package com.zhihua.subject;

import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent
 
.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * CyclicBarrier同步工具類
 * 指定幾個執行緒執行，只有當執行緒數達到指定數量後，
 * 執行緒才可以繼續往下執行，不然會一直等待
 * @author caizh
 *
 */
public class CyclicBarrierTest {


    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool
 
();
        final CyclicBarrier cb = new CyclicBarrier(3);
        for(int i=0;i<3;i++){
            Runnable runnable = new Runnable(){
                public void run(){
                    try {
                        Thread.sleep((long)(Math.random()*10000));  
                        System.out.println
 
("執行緒" + Thread.currentThread().getName() 
                                + "即將到達集合地點1，當前已有" 
                                + (cb.getNumberWaiting()+1) + "個已經到達，" 
                                + (cb.getNumberWaiting()==2?"都到齊了，繼續走啊":"正在等候"));   
                        // 等待，除非滿足指定執行緒數
                        cb.await();

                        Thread.sleep((long)(Math.random()*10000));  
                        System.out.println("執行緒" + Thread.currentThread().getName() 
                                + "即將到達集合地點2，當前已有" + (cb.getNumberWaiting()+1) 
                                + "個已經到達，" + (cb.getNumberWaiting()==2?"都到齊了，繼續走啊":"正在等候"));
                        // 等待，除非滿足指定執行緒數
                        cb.await(); 
                        Thread.sleep((long)(Math.random()*10000));  
                        System.out.println("執行緒" + Thread.currentThread().getName() 
                                + "即將到達集合地點3，當前已有" + (cb.getNumberWaiting() + 1) 
                                + "個已經到達，" + (cb.getNumberWaiting()==2?"都到齊了，繼續走啊":"正在等候"));                        
                        cb.await();                     
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }               
                }
            };
            service.execute(runnable);
        }
        service.shutdown();
    }
}

建構函式

CyclicBarrier有兩個建構函式：

public CyclicBarrier(int parties) 
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)

引數parties指定執行緒數量，當指定的執行緒值都到達柵欄點時，柵欄開啟，執行緒恢復。需要注意的是，當指定的執行緒數量大於啟動的執行緒數量，比如修改上例中的程式碼，只啟動9個執行緒，那麼所有的執行緒將一直處於等待狀態。第二種情況是指定的執行緒數量小於啟動的執行緒，上例程式碼，啟動11個執行緒，那麼當第十個執行緒到達柵欄點時，那麼這十個執行緒就會恢復繼續執行，而第十一個執行緒將一直處於阻塞狀態。

CyclicBarrier還提供一個更高階的建構函式CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)，用於線上程到達屏障時，優先執行barrierAction，方便處理更復雜的業務場景。

public class BarrierDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(5);
        final CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(5, new Runnable() {
            public void run() {
                System.out.println("所有執行緒已到達柵欄點");
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            service.execute(new Player("玩家" + i, barrier));
        }
        service.shutdown();
    }
}

輸出結果：

玩家4已準備,等待其他玩家準備...
玩家2已準備,等待其他玩家準備...
玩家1已準備,等待其他玩家準備...
玩家0已準備,等待其他玩家準備...
玩家3已準備,等待其他玩家準備...
所有執行緒已到達柵欄點
玩家0已加入遊戲
玩家1已加入遊戲
玩家3已加入遊戲
玩家4已加入遊戲
玩家2已加入遊戲

常用方法介紹

• await()：呼叫該方法會使當前執行緒在柵欄點發生阻塞，直到指定的執行緒數量都達到柵欄點時恢復執行
• await(long timeout, TimeUnit unit)：類似於await()，增加了超時時間引數。
  當barrier在等待點等待超時時，會丟擲TimeoutException異常，同時，位於該barrier上的其他執行緒也將毀丟擲
  BrokenBarrierException異常。這裡說明，barrier上的執行緒要麼同時成功要麼同時失敗，不存在部分成功部分失敗的場景。
• getNumberWaiting()：返回當前在柵欄處等待的參與者數目。此方法主要用於除錯和斷言。
• getParties()：該方法可以獲得建構函式中指定的需要在柵欄點阻塞的執行緒數量。
• isBroken()：查詢此柵欄是否處於損壞狀態。
• reset()：將barrier重置為其初始狀態。如果所有參與者目前都在屏障處等待，則它們將返回，同時丟擲一個
  BrokenBarrierException