飞升之上：线程的终级等待点——CyclicBarrier
2023-02-15 17:43:30
掌控多线程协作的利器：CyclicBarrier
在多线程编程中，协调多个线程的任务同步是一项复杂而令人头痛的挑战。错综复杂的等待和唤醒机制往往会让开发者焦头烂额，阻碍任务的高效执行。不过，现在有了 CyclicBarrier ，你将不再为线程间的“同心协力”而烦恼。
CyclicBarrier ，顾名思义，就是一个循环屏障，它允许一组线程等待，直到所有线程都到达这个屏障点，然后所有线程继续执行。这个机制非常适用于那些需要多个线程同时执行任务，然后汇总结果的场景。
CyclicBarrier 的工作原理
CyclicBarrier 的工作原理非常简单。它维护了一个计数器，当线程调用 await() 方法时，计数器减一。当计数器减至 0 时，所有线程继续执行。CyclicBarrier 还提供了一个 barrierAction 参数，当所有线程都到达屏障点时，会执行这个操作。
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(4, () -> {
System.out.println("所有线程已到达屏障点，开始执行后续任务！");
});
for (int i = 0; i < 4; i++) {
new Thread(() -> {
try {
barrier.await();
} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
}).start();
}
在这个例子中，我们创建了一个 CyclicBarrier ，它允许 4 个线程同时等待。当所有线程都调用 await() 方法后，CyclicBarrier 会执行 barrierAction，打印出“所有线程已到达屏障点，开始执行后续任务！”，然后所有线程继续执行。
CyclicBarrier 的优点
CyclicBarrier 具有以下优点：
- 简单易用： CyclicBarrier 的 API 非常简单，只需要调用
await()方法即可。 - 高效： CyclicBarrier 的实现非常高效，不会对性能造成太大影响。
- 可靠： CyclicBarrier 是线程安全的，可以安全地用于多线程编程。
CyclicBarrier 的缺点
CyclicBarrier 也有以下缺点：
- 无法中断等待： 一旦线程调用了
await()方法，它就会一直等待，直到所有线程都到达屏障点。 - 无法指定等待超时时间： CyclicBarrier 没有提供等待超时时间的选项。
总结
CyclicBarrier 是一个非常有用的同步工具，它可以帮助我们轻松实现多线程协作。在实际应用中，CyclicBarrier 可以用于解决各种各样的问题，例如并行计算、数据处理、任务协调等。
常见问题解答
1. CyclicBarrier 和 CountDownLatch 有什么区别？
CyclicBarrier 和 CountDownLatch 都是同步工具，但它们的工作方式不同。CountDownLatch 用于等待一个事件发生，而 CyclicBarrier 用于等待一组线程到达某个点。
2. CyclicBarrier 可以多次使用吗？
是的，CyclicBarrier 可以多次使用。当所有线程都到达屏障点后，它会重置计数器并继续等待线程。
3. CyclicBarrier 可以用来实现生产者-消费者模式吗？
是的，CyclicBarrier 可以用来实现生产者-消费者模式。生产者线程将数据放入缓冲区，当缓冲区已满时，CyclicBarrier 会等待消费者线程将数据取出。
4. CyclicBarrier 可以用来实现屏障算法吗？
是的，CyclicBarrier 可以用来实现屏障算法。屏障算法确保所有线程都到达某个点后才继续执行。
5. CyclicBarrier 的性能如何？
CyclicBarrier 的性能非常高效，它不会对性能造成太大影响。
