详解java中的同步工具类CyclicBarrier
cac55 2024-09-19 17:03 17 浏览 0 评论
之前介绍了java中另一个同步工具类CountDownLatch，这篇文章主要介绍CyclicBarrier。
一、概念理解
CyclicBarrier允许一组线程在到达某个栅栏点(common barrier point)互相等待，直到最后一个线程到达栅栏点，栅栏才会打开，处于阻塞状态的线程恢复继续执行。
就比如说我们在打王者的时候，十个人必须全部加载到100%，才可以开局。否则只要有一个人没有加载到100%,那这个游戏就不能开始。先加载完成的玩家必须等待最后一个玩家加载成功才可以。如果你实在记不住，你可以想象成人满发车的长途，就算你是第一个上车的人，也要等待车满才可以发车。否则车上所有人都要等待。
与CountDownLatch的区别就是是否相互等待。举一个例子，CountDownLatch就好比是马拉松比赛，跑完的人不用等待其他选手是否结束，而CyclicBarrier需要等最后一个玩家加载结束。这就是区别。
我们直接代码演示一下这个例子。
二、代码演示
在这里我们同样使用的是打王者的例子。
首先我们定义main线程：
上面的代码我们已经解释清楚了，主要是通过线程池运行玩家，并传递给每一个玩家名字和围栏。下面我们就看看这个Player玩家线程如何实现的。
在这个player线程中，我们使用随机数来表示每个玩家不同的加载时间，在休眠时间结束之前，player一直处于等待的状态，也就是调用了await方法。现在测试一遍。
现在相信通过这个案例，大家都能掌握其用法，很简单。下面我们从源码的角度来分析一下其实现原理。
三、源码分析
为了分析的彻底，我们先从构造方法开始：
以上就是两个构造方法，下面我们主要分析await方法我们进入源码看看：
返回的值是加载成功的玩家数量，既然内部是通过dowait方法实现的，不如我们再跟进去看看。
上面的代码有点长，不过也是CyclicBarrier的核心，我在这里说一下上面代码的主要功能：
（1）通过ReentrantLock获取独占锁。
（2）通过try里面的Generation判断当前代是否损坏， 通过Thread的interrupted方法判断是否线程中断，如果中断通过breakBarrier方法告诉其他线程。
（3）if(index==0)判断当前是否是最后一个线程调用了await方法，如果是则把之前等待的线程全部唤醒。就好比是最后一个运动员到达了终点，告诉其他选手比赛结束了。
（4）for(;;)循环执行等待，如果没有超时时间，那就一直等待直到被唤醒，有超时时间，那就等时间过后自动被唤醒。就好比是在运动员在路上跑步，没有时间限制的时候那就一直跑，一直到达终点。如果有时间限制，不管是否跑到终点，比赛都结束。
（5）通过ReentrantLock释放独占锁。
这段代码读起来比较麻烦，因为里面涉及到了两个其他的类ReentrantLock和Generation，我们只需要知道其作用即可。还有一个点，那就是线程被中断了，如何告诉其他线程的breakBarrier方法。
?我们可以看到，在breakBarrier()中除了将broken设置为true，还会调用signalAll将在CyclicBarrier处于等待状态的线程全部唤醒。
OK，今天的文章就先到这，关于CyclicBarrier原理我们已经解释了，其用途可以根据自己的业务场景来决定了。
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