CyclicBarrier 栅栏入门使用及源码详解

栅栏（Barrier）

简介

栅栏（Barrier）类似于闭锁，它能阻塞一组线程直到某个事件发生。

闭锁是一次性对象，一旦进入最终状态，就不能被重置了。

栅栏与闭锁的关键区别在于，所有线程必须同时达到栅栏位置，才能继续执行。

闭锁用于等待事件，而栅栏用于等待其他线程。

而我再等你点赞。

使用场景

栅栏用于实现一些协议，例如几个小伙伴定在某个地方集合：“明天 6：00 在老马家碰头，到了以后要等其他人，之后再讨论去哪里玩。”

CyclicBarrer可以使一定数量的参与方反复地在栅栏位置汇集，它在并行迭代算法中非常有用：这种算法通常将一个问题拆分一些列互相独立的子问题。

如果所有线程都达到了栅栏位置，那么栅栏将打开，为此所有线程都被释放，而栅栏将被重置以便下次使用。如果对await的调用超时，或者await阻塞的线程被中断，那么栅栏就认为是打破了，所有阻塞的await调用都将终止并抛出BrokenBarrerException。

如果成功通过栅栏，那么await将为每个线程返回一个唯一的到达索引号，我们可以利用这些索引来“选举”产生一个领导线程，并在下一次迭代中由该领导线程执行一些特殊的工作。

CyclicBarrer还可以使你将一个栅栏操作传递给构造函数,这是Runnable，当成功通过栅栏时会（在一个子任务线程中）执行它，但在阻塞线程被释放之前是不能被执行的。

在模拟程序中通常需要使用栅栏，例如某个步骤中的计算可以并行执行，但必须等到该步骤中的所有计算都执行完成才能进入下一个步骤。

例子

代码实现

我们首先定义一个 Writer 模拟我们需要处理的子任务：

线程通过沉睡 5S 来模拟平时的工作执行耗时，然后使用 等待其他线程执行完成。

最后统一输出全部：所有线程写入完毕，继续处理其他任务…

这个就等价于约定好早晨 6：00 到老马家，各位小伙伴都到了，就可以继续进行后去的任务安排了。

任务的执行，我们这里定义了 4 个需要执行的任务。

并且还演示了 CyclicBarrier 非常方便的一个特性，使用 就可以重用，非常符合环保节能可持续发展的精神。

测试日志

对应的日志如下：

CyclicBarrier 源码

看完了 CyclicBarrier 的使用例子，让我们一起学习一下 CyclicBarrier 的源码吧。

jdk 版本

老马本次阅读 jdk 的版本是：

Generation

每一个栅栏都有一个对应的 Generation 维护对应的 broken 状态。

基本属性

可以看到，这里用到了 ReentrantLock 可重入锁及对应的 Condition 等。

构造器

我们最常用的就是第一个构造器，可以指定需要等个几个线程。

这里主要初始化 parties 和 count 的值。

barrierCommand 应该是一个可执行的 Runnable 任务，可以在 tripped 状态时执行。

await 方法

我们一起来看一下最常用的 await 方法：

当然，也有对应的指定超时时间的版本；

这里实际上调用的都是 dowait 方法：

好家伙，洋洋洒洒几十行，为了便于阅读，老马将解析写在代码注释中。

中断栅栏

这里是直接设置 broken 的值为 true，然后唤醒所有等待线程。

nextGeneration 更新 generation

唤醒所有的等待者，并且重新设置 generation。

小结

CyclicBarrier 作为一个并发的控制工具，和 CountDownLatch 对比个人感觉最大的优势就是可重用。而且多个线程执行完成后，才能继续执行，非常适合多线程任务拆分执行等场景。

希望本文对你有帮助，如果有其他想法的话，也可以评论区和大家分享哦。

各位极客的点赞收藏转发，是老马持续写作的最大动力！