剖析 AQS，深入探索 CyclicBarrier 架构

CyclicBarrier 是 Java 并发编程中的一个重要工具，它允许一组线程等待，直到所有线程都到达某个公共点，再一起继续执行。本文将通过分析 CyclicBarrier 的底层实现，揭示其如何巧妙利用 AQS 来协调线程之间的协作。

CyclicBarrier 的工作原理

CyclicBarrier 的工作原理基于 AQS（AbstractQueuedSynchronizer）类，AQS 是 Java 并发编程中一个重要的同步工具，它提供了用于构建锁和同步器的数据结构和方法。CyclicBarrier 利用 AQS 的特性来实现线程之间的等待和同步。

CyclicBarrier 有一个计数器，初始值为参与线程的数量。当一个线程到达屏障时，它会将计数器减一，然后等待，直到计数器变为 0。当计数器变为 0 时，所有线程都被释放，继续执行。

AQS 在 CyclicBarrier 中的作用

AQS 在 CyclicBarrier 中发挥着至关重要的作用，它提供了用于实现等待和同步的基本数据结构和方法。CyclicBarrier 利用 AQS 的以下特性来实现其功能：

• 队列： AQS 提供了一个队列来存储等待的线程。当一个线程到达屏障时，它会被添加到队列中，然后等待，直到队列中的所有线程都被释放。
• 计数器： AQS 提供了一个计数器来跟踪到达屏障的线程数量。当一个线程到达屏障时，它会将计数器减一，当计数器变为 0 时，所有线程都被释放。
• 条件变量： AQS 提供了一个条件变量来通知等待的线程。当计数器变为 0 时，条件变量被唤醒，等待的线程继续执行。

CyclicBarrier 的使用

CyclicBarrier 的使用非常简单，只需创建一个 CyclicBarrier 对象，并指定参与线程的数量即可。当一个线程到达屏障时，它调用 CyclicBarrier 的 await() 方法，然后等待，直到所有线程都到达屏障。当所有线程都到达屏障时，所有线程都被释放，继续执行。

技术指南

以下是在代码中使用 CyclicBarrier 的示例：

import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

public class CyclicBarrierExample {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 CyclicBarrier 对象，并指定参与线程的数量
        CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3);

        // 创建三个线程，每个线程都调用 CyclicBarrier 的 await() 方法
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            new Thread(() -> {
                try {
                    // 等待其他线程到达屏障
                    barrier.await();
                    // 所有线程都到达屏障后，继续执行
                    System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getName() + " is running");
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }).start();
        }
    }
}

在上面的示例中，我们创建了一个 CyclicBarrier 对象，并指定参与线程的数量为 3。然后，我们创建了三个线程，每个线程都调用 CyclicBarrier 的 await() 方法。当所有线程都到达屏障时，所有线程都被释放，继续执行，并在控制台打印出各自的线程名称。

总结

CyclicBarrier 是 Java 并发编程中的一个重要工具，它允许一组线程等待，直到所有线程都到达某个公共点，再一起继续执行。CyclicBarrier 利用 AQS 的特性来实现线程之间的等待和同步。CyclicBarrier 的使用非常简单，只需创建一个 CyclicBarrier 对象，并指定参与线程的数量即可。当一个线程到达屏障时，它调用 CyclicBarrier 的 await() 方法，然后等待，直到所有线程都到达屏障。当所有线程都到达屏障时，所有线程都被释放，继续执行。