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CyclicBarrier回环栅栏

2022-08-05 19:20:00 【季风泯灭的季节】

        字面意思回环栅栏（循环屏障），通过它可以实现让一组线程等待至某个状态（屏障点）之后再全部同时执行。叫做回环是因为当所有等待线程都被释放以后，CyclicBarrier可以被重用。

CyclicBarrier的使用
构造方法
// parties表示屏障拦截的线程数量，每个线程调用 await 方法告诉 CyclicBarrier 我已经到达了屏障，然后当前线程被阻塞。 
public CyclicBarrier(int parties) 
// 用于在线程到达屏障时，优先执行 barrierAction，方便处理更复杂的业务场景(该线程的执行时机是在有parties个线程到达屏障之后再执行) 
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)
重要方法
 //屏障 指定数量的线程全部调用await()方法时，这些线程不再阻塞 
 // BrokenBarrierException 表示栅栏已经被破坏，破坏的原因可能是其中一个线程 await() 时被中断或者超时 
public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException 
public int await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, Bro kenBarrierException, TimeoutException 
//循环 通过reset()方法可以进行重置 
public void reset()
CyclicBarrier应用场景
CyclicBarrier 可以用于多线程计算数据，最后合并计算结果的场景。 
    //保存每个学生的平均成绩
    private ConcurrentHashMap<String, Integer> map=new ConcurrentHashMap<String,Integer>();

    private ExecutorService threadPool= Executors.newFixedThreadPool(3);

    // 3个线程到达栅栏后执行相加计算
    private CyclicBarrier cb=new CyclicBarrier(3,()->{
        int result=0;
        Set<String> set = map.keySet();
        for(String s:set){
            result+=map.get(s);
        }
        System.out.println("三人平均成绩为:"+(result/3)+"分");
    });


    public void count(){
        for(int i=0;i<3;i++){
            threadPool.execute(new Runnable(){

                @Override
                public void run() {
                    //获取学生平均成绩
                    int score=(int)(Math.random()*40+60);
                    map.put(Thread.currentThread().getName(), score);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                            +"同学的平均成绩为："+score);
                    try {
                        //执行完运行await(),等待所有学生平均成绩都计算完毕
                        cb.await();
                    } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }

            });
        }
    }


    public static void main(String[] args) {
        CyclicBarrierTest2 cb=new CyclicBarrierTest2();
        cb.count();
    }
CyclicBarrier与CountDownLatch的区别
1. CountDownLatch的计数器只能使用一次，而CyclicBarrier的计数器可以使用reset() 方法重置。所以CyclicBarrier能处理更为复杂的业务场景，比如如果计算发生错误，可以重置计数器，并让线程们重新执行一次
2. CyclicBarrier还提供getNumberWaiting(可以获得CyclicBarrier阻塞的线程数量)、isBroken(用来知道阻塞的线程是否被中断)等方法。
3. CountDownLatch会阻塞主线程，CyclicBarrier不会阻塞主线程，只会阻塞子线程。
4. CountDownLatch和CyclicBarrier都能够实现线程之间的等待，只不过它们侧重点不同。CountDownLatch一般用于一个或多个线程，等待其他线程执行完任务后，再执行。CyclicBarrier一般用于一组线程互相等待至某个状态，然后这一组线程再同时执行。
5. CyclicBarrier 还可以提供一个 barrierAction，合并多线程计算结果。
6. CyclicBarrier是通过ReentrantLock的"独占锁"和Conditon来实现一组线程的阻塞唤醒的，而CountDownLatch则是通过AQS的“共享锁”实现。
CyclicBarrier原理
 1. 初始化时设置count为指定值，并将这个值备份到了parties中。
 2. 调用await方法竞争锁，成功后count-1,如果减完后count=0，则进入下一代，将count重置为初始值，唤醒所有等待线程。否则将线程加入条件等待队列。
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