CyclicBarrier：同步并发，全力冲刺

2023-09-09 06:48:11

CyclicBarrier，顾名思义，循环栅栏，它是一个用于线程之间同步的工具类，在Java的并发编程中发挥着重要作用。它允许一组线程等待直到所有线程都到达一个公共屏障点（CyclicBarrier），然后一起继续执行。这个特性使得CyclicBarrier成为控制并发线程的利器，能够确保线程在特定条件下等待并同步，从而实现更精细的并发控制。

CyclicBarrier的工作原理类似于赛场上的运动员，他们需要在起跑线前集合完毕，才能同时冲刺起跑。在Java中，线程可以调用CyclicBarrier的await()方法，使自己进入等待状态，直到所有线程都调用了await()方法。此时，CyclicBarrier会释放所有等待的线程，继续执行后续代码。

CyclicBarrier的构造函数有以下参数：

parties： 表示参与同步的线程数。
barrierAction： 当所有线程都到达屏障点时，将执行此操作。

CyclicBarrier提供以下主要方法：

await()： 使当前线程等待，直到所有参与的线程都到达屏障点。
await(long timeout, TimeUnit unit)： 使当前线程等待一定时间，直到所有参与的线程都到达屏障点，或者等待时间到期。
isBroken()： 检查屏障是否已被破坏。
reset()： 重置屏障，以便可以重新使用。
getNumberWaiting()： 返回当前等待屏障的线程数。

CyclicBarrier在Java并发编程中有着广泛的应用场景，例如：

等待多个线程完成任务： CyclicBarrier可以用于等待多个线程完成任务，然后再继续执行后续任务。
同步多个线程的执行： CyclicBarrier可以用于同步多个线程的执行，确保它们在特定条件下同时执行。
控制并发的访问： CyclicBarrier可以用于控制并发的访问，确保同一时刻只有有限数量的线程可以访问某个资源。

CyclicBarrier的使用非常简单，只需要按照以下步骤即可：

创建一个CyclicBarrier对象，并指定参与同步的线程数。
在每个线程中调用CyclicBarrier的await()方法，使自己进入等待状态。
当所有线程都调用了await()方法，CyclicBarrier会释放所有等待的线程，继续执行后续代码。

下面我们通过一个简单的示例来演示如何使用CyclicBarrier：

import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

public class CyclicBarrierDemo {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个CyclicBarrier对象，并指定参与同步的线程数为3
        CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(3);

        // 创建3个线程，每个线程都调用CyclicBarrier的await()方法，使自己进入等待状态
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            try {
                System.out.println("线程1到达屏障点");
                cyclicBarrier.await();
                System.out.println("线程1继续执行");
            } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            try {
                System.out.println("线程2到达屏障点");
                cyclicBarrier.await();
                System.out.println("线程2继续执行");
            } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });

        Thread t3 = new Thread(() -> {
            try {
                System.out.println("线程3到达屏障点");
                cyclicBarrier.await();
                System.out.println("线程3继续执行");
            } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });

        // 启动3个线程
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}