一、CyclicBarrier使用

CyclicBarrier从字面上可以直接理解为线程运行的屏障，它可以让一组线程执行到一个共同的屏障点时被阻塞，直到最后一个线程执行到指定位置，你设置的执行线程就会触发运行；同时CyclicBarrier相比与CountDownLatch，它是可以被重置的；下面我们通过一个简单例子看下CyclicBarrier的使用；

实例化一个CyclicBarrier对象并传入你要控制的线程内部；

public static voidmain(String[] args) {

CyclicBarrier cb= new CyclicBarrier(3, newRunnable() {public voidrun() {

System.out.println("所有线程集合");

}

});for (int i = 0; i < 3; i++) {new CyclicBarrierThread(i + "", cb).start();

}

}

计数线程代码，每当计数到偶数时调用CyclicBarrier的await()方法

public class CyclicBarrierThread extendsThread{privateCyclicBarrier barrier;privateString name;private intcount;publicCyclicBarrierThread(String name,CyclicBarrier barrier) {this.name=name;this.barrier=barrier;this.count=0;

}public voidrun() {try{for(int i=0;i<10;i++) {

Thread.sleep(100);

count++;

System.out.println(name+"号线程---"+Thread.currentThread().getName()+"开始计数:"+count);if(count%2==0) {//每计数到偶数次时集合一次

barrier.await();

System.out.println(name+"号线程---"+Thread.currentThread().getName()+"集合完毕，继续计数");

}

}

}catch(Exception e) {//TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

}

}

查看代码输出

2号线程---Thread-2开始计数:10号线程---Thread-0开始计数:11号线程---Thread-1开始计数:12号线程---Thread-2开始计数:21号线程---Thread-1开始计数:20号线程---Thread-0开始计数:2所有线程集合

2号线程---Thread-2集合完毕，继续计数

1号线程---Thread-1集合完毕，继续计数

0号线程---Thread-0集合完毕，继续计数

2号线程---Thread-2开始计数:31号线程---Thread-1开始计数:30号线程---Thread-0开始计数:32号线程---Thread-2开始计数:40号线程---Thread-0开始计数:41号线程---Thread-1开始计数:4所有线程集合

1号线程---Thread-1集合完毕，继续计数

2号线程---Thread-2集合完毕，继续计数

0号线程---Thread-0集合完毕，继续计数

0号线程---Thread-0开始计数:52号线程---Thread-2开始计数:51号线程---Thread-1开始计数:50号线程---Thread-0开始计数:61号线程---Thread-1开始计数:62号线程---Thread-2开始计数:6所有线程集合

2号线程---Thread-2集合完毕，继续计数

0号线程---Thread-0集合完毕，继续计数

1号线程---Thread-1集合完毕，继续计数

0号线程---Thread-0开始计数:71号线程---Thread-1开始计数:72号线程---Thread-2开始计数:71号线程---Thread-1开始计数:80号线程---Thread-0开始计数:82号线程---Thread-2开始计数:8所有线程集合

2号线程---Thread-2集合完毕，继续计数

0号线程---Thread-0集合完毕，继续计数

1号线程---Thread-1集合完毕，继续计数

0号线程---Thread-0开始计数:91号线程---Thread-1开始计数:92号线程---Thread-2开始计数:91号线程---Thread-1开始计数:100号线程---Thread-0开始计数:102号线程---Thread-2开始计数:10所有线程集合

1号线程---Thread-1集合完毕，继续计数

2号线程---Thread-2集合完毕，继续计数

0号线程---Thread-0集合完毕，继续计数

通过输出结果可以看到，计数线程每计数到偶数次时使用CyclicBarrier的await()方法，线程都会进入阻塞等待的状态，直到最后一个线程到达屏障点时，触发你定义的执行线程，而且CyclicBarrier的await()方法是可以重复使用的。

二、CyclicBarrier源码分析

下面我们就对CyclicBarrier内部的源码实现进行一些分析与总结

1、CyclicBarrier的构造

首先看下CyclicBarrier的构造函数

public CyclicBarrier(intparties, Runnable barrierAction) {if (parties <= 0) throw newIllegalArgumentException();//拦截的线程数量

this.parties =parties;//用于计数的count值，每有一个线程执行到屏障点，就会递减1

this.count =parties;//定义的拦截线程

this.barrierCommand =barrierAction;

}

CyclicBarrier的构造函数很简单就是接收你要拦截的线程数量与定义的执行线程。

2、await方法

public int await() throwsInterruptedException, BrokenBarrierException {try{return dowait(false, 0L);

}catch(TimeoutException toe) {throw new Error(toe); //cannot happen

}

}

我们看下具体实现dowait方法的实现

private int dowait(boolean timed, longnanos)throwsInterruptedException, BrokenBarrierException,

TimeoutException {//获取可重入锁

final ReentrantLock lock = this.lock;//加锁

lock.lock();try{//CyclicBarrier内部定义的一个Generation类

final Generation g =generation;//判断Generation的broken状态

if(g.broken)throw newBrokenBarrierException();//如果线程被中断

if(Thread.interrupted()) {//Generation的broken置为true,count值重置，并唤醒所有线程

breakBarrier();throw newInterruptedException();

}//count值减一

int index = --count;if (index == 0) { //如果conunt为0，说明最后一个线程到大屏障

boolean ranAction = false;try{final Runnable command =barrierCommand;if (command != null)

command.run();//执行你传入的线程

ranAction = true;

nextGeneration();//唤醒所有阻塞的线程，同时重置count值与Generation

return 0;

}finally{if (!ranAction)//拦截线程没有正常执行，唤醒所有线程，同时重置count值，Generation的broken置为true

breakBarrier();

}

}//loop until tripped, broken, interrupted, or timed out

for(;;) {try{//是否设置阻塞的超时时间

if (!timed)//释放当前锁

trip.await();//false 表示不设置，一直阻塞

else if (nanos > 0L)

nanos= trip.awaitNanos(nanos);//true 设置阻塞的超时时间

} catch(InterruptedException ie) {if (g == generation && !g.broken) {

breakBarrier();throwie;

}else{//We're about to finish waiting even if we had not//been interrupted, so this interrupt is deemed to//"belong" to subsequent execution.

Thread.currentThread().interrupt();

}

}if(g.broken)throw newBrokenBarrierException();if (g !=generation)returnindex;if (timed && nanos <= 0L) {

breakBarrier();throw newTimeoutException();

}

}

}finally{//释放锁

lock.unlock();

}

}

dowait方法的实现流程是很清晰的，通过ReentrantLock的Condition接口与count值相互配合，主要完成以下功能：

1、当需要拦截的线程到达屏障点调用await方法后获取ReentrantLock锁，保证线程安全；

2、检查count值是否为0，判断是否是最后一个线程到达屏障，如果是的话执行需要触发执行的线程，调用Condition的signalAll方法唤醒所有阻塞的线程，并重置count值与Generation类，保障CyclicBarrier的重复可用；

3、如果不是最后一个线程的话，根据传入的参数调用Condition的await方法释放锁资源并进入阻塞等待，直到被唤醒；

3、reset方法

可以用来主动重置CyclicBarrier的状态

public voidreset() {final ReentrantLock lock = this.lock;

lock.lock();try{//generation.broken设置为true，唤醒所有线程，count值重置

breakBarrier();

nextGeneration();

}finally{

lock.unlock();

}

}private voidnextGeneration() {//signal completion of last generation

trip.signalAll();//set up next generation

count =parties;

generation= newGeneration();

}private voidbreakBarrier() {

generation.broken= true;

count=parties;

trip.signalAll();

}

breakBarrier()与nextGeneration()，这两个方法的主要区别就在于前者会把generation.broken设置为true，也就是说如果调用reset方法主动重置CyclicBarrier类的状态，当前正在使用CyclicBarrier类同步的线程都会被唤醒或抛出异常；

4、getNumberWaiting方法

public intgetNumberWaiting() {final ReentrantLock lock = this.lock;

lock.lock();try{return parties -count;

}finally{

lock.unlock();

}

}

很明显getNumberWaiting方法使用来获取当前已经运行至屏蔽点并阻塞等待的线程数量的；

三、总结

通过上面分析可以看到CyclicBarrier的实现原理相对还是比较简单与清晰的，主要是基于ReentrantLock与计数器相结合来实现多个线程的同步控制的。以上就是对CyclicBarrier类的使用与内部实现进行的分析，其中如有不足与不正确的地方还望指出与海涵。

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