CyclicBarrier原理分析

CyclicBarrier循环的栅栏。使用上，与CountDownLatch类似，也不太一样。这两个类都是用来解决线程同步问题的。同步问题说的通俗一点就是线程间通信。

CountDownLatch，是主线程等待所有子线程结束任务

CyclicBarrier，是多个子线程互相等待

下面看看CyclicBarrier的源码实现

public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {if (parties <= 0) throw new IllegalArgumentException();this.parties = parties;// 需要汇集的线程的个数，是一个不变量。用来做重置this.count = parties;// 需要汇集的线程的个数，用来做计数this.barrierCommand = barrierAction;// 线程汇集到一点后的回调异步任务
}// parties，需要汇集的线程的个数
public CyclicBarrier(int parties) {this(parties, null);
}

两种构造方式，一种是带有Runnable回调的，一种没有。带有回调是指当多个子线程汇集到一点后，可以执行一个异步任务，后面会分析到。

private static class Generation {boolean broken = false;// 栅栏是否被破坏的标识
}
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();// 可重入锁，一定是可重入的。
private final Condition trip = lock.newCondition();// 条件等待期
private final int parties;// 需要汇集的线程的个数，是一个不变量。用来做重置
private final Runnable barrierCommand;// 线程汇集到一点后的回调异步任务
private Generation generation = new Generation();// 每个新的栅栏会new这么一个对象
private int count;// 需要汇集的线程的个数，用来做计数

上面是一堆成员变量，各自的用途已经在注释中写明。下面看跟API相关的几个方法。await

public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException {try {return dowait(false, 0L);} catch (TimeoutException toe) {throw new Error(toe); // cannot happen}
}
public int await(long timeout, TimeUnit unit)throws InterruptedException,BrokenBarrierException,TimeoutException {return dowait(true, unit.toNanos(timeout));
}

无论是限时等待还是不限时等待，都会去调用dowait方法。重点在这个dowait方法。

private int dowait(boolean timed, long nanos) throws InterruptedException, BrokenBarrierException, TimeoutException {final ReentrantLock lock = this.lock;lock.lock();// 线程进来先上锁，所以这边用的一定是可重入锁try {final Generation g = generation;// 把generation暂时保存一下，后面比对用if (g.broken)// 如果栅栏已经被破坏，则抛出已经被破坏的异常throw new BrokenBarrierException();if (Thread.interrupted()) {// 如果检测到当前线程被打断，则把整个栅栏都通知破坏了。因为其他线程再等待也等不来。breakBarrier();throw new InterruptedException();}int index = --count;// 来一个线程，计数器-1if (index == 0) {  // 如果计数器减到0，说明所有线程都汇集到某一点了。boolean ranAction = false;try {final Runnable command = barrierCommand;if (command != null)command.run();// 运行回调异步任务ranAction = true;// 运行成功nextGeneration();// 生成一个新的栅栏return 0;} finally {if (!ranAction)// 如果回调任务运行失败，则破坏栅栏breakBarrier();}}// loop until tripped, broken, interrupted, or timed outfor (;;) {// 死循环，自旋，准备进入条件等待。try {if (!timed)trip.await();// 不限等待时间的等待else if (nanos > 0L)nanos = trip.awaitNanos(nanos);// 限时间等待} catch (InterruptedException ie) {if (g == generation && ! g.broken) {breakBarrier();// 线程被打断，并且栅栏还没有被破坏，则去破坏栅栏throw ie;} else {// 其他线程破坏了栅栏Thread.currentThread().interrupt();// 自我中断}}if (g.broken)// 再看看栅栏是否被破坏throw new BrokenBarrierException();if (g != generation)// 如果generation刷新说明成功了。返回即可return index;if (timed && nanos <= 0L) {// 超时情况，破坏栅栏breakBarrier();throw new TimeoutException();}}} finally {lock.unlock();}
}

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