J.U.C系列（二）CyclicBarrier的使用

CyclicBarrier

用来控制多个线程互相等待，只有当多个线程都到达时，这些线程才会继续执行。

和 CountdownLatch 相似，都是通过维护计数器来实现的。线程执行 await() 方法之后计数器会减 1，并进行等待，直到计数器为 0，所有调用 await() 方法而在等待的线程才能继续执行。

CyclicBarrier 和 CountdownLatch 的一个区别是，CyclicBarrier 的计数器通过调用 reset() 方法可以循环使用，所以它才叫做循环屏障。

CyclicBarrier 有两个构造函数，其中 parties 指示计数器的初始值，barrierAction 在所有线程都到达屏障的时候会执行一次。

public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {if (parties <= 0) throw new IllegalArgumentException();this.parties = parties;this.count = parties;this.barrierCommand = barrierAction;
}public CyclicBarrier(int parties) {this(parties, null);
}

demo示例

package com.leo.demo.juctest;import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;/*** @ClassName: CyclicBarrierExample* @Description: 关于CyclicBarrier的测试* @Author: leo825* @Date: 2020-04-28 23:48* @Version: 1.0*/
public class CyclicBarrierExample {public static void main(String[] args) {final int totalThread = 10;CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(totalThread);ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();for (int i = 0; i < totalThread; i++) {executorService.execute(() -> {String threadName = Thread.currentThread().getName();System.out.println(threadName + " 开始准备...");try {cyclicBarrier.await();} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(threadName + " 准备结束...");});}executorService.shutdown();}
}

执行结果

pool-1-thread-1 开始准备...
pool-1-thread-2 开始准备...
pool-1-thread-3 开始准备...
pool-1-thread-4 开始准备...
pool-1-thread-5 开始准备...
pool-1-thread-6 开始准备...
pool-1-thread-7 开始准备...
pool-1-thread-8 开始准备...
pool-1-thread-9 开始准备...
pool-1-thread-10 开始准备...
pool-1-thread-10 准备结束...
pool-1-thread-1 准备结束...
pool-1-thread-2 准备结束...
pool-1-thread-3 准备结束...
pool-1-thread-4 准备结束...
pool-1-thread-5 准备结束...
pool-1-thread-6 准备结束...
pool-1-thread-7 准备结束...
pool-1-thread-9 准备结束...
pool-1-thread-8 准备结束...

CyclicBarrier 和 CountdownLatch

CyclicBarrier 和 CountdownLatch结合使用

有一个场景：男子100米短跑，需要知道每一个运动员成绩，并且打印第一名和最后一名。
具体实现如下：

package com.leo.demo.threadtest.countdownlatch;import java.math.BigDecimal;
import java.util.concurrent.*;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;/*** @ClassName: Runner* @Description: 设计百米赛跑统计时间的小程序* 1、10个选手听信号枪，统一开始跑步* 2、打印出来每个选手耗时时间单位秒* 3、打印比赛总共耗时时间单位秒* @Author: leo825* @Date: 2019-08-21 09:28* @Version: 1.0*/
public class RunnerTest {public static void main(String[] args) throws InterruptedException, BrokenBarrierException {//设置10名跑步选手int runners = 10;//设置10+1个屏障，因为裁判也需要阻塞，裁判要先到终点CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(runners + 1);//设置主线程准备时间CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1);//比赛准备时间long beginTime = System.currentTimeMillis();System.out.println("男子100米运动员就绪准备比赛");//使用随机数产生随机运行时间ThreadLocalRandom threadLocalRandom = ThreadLocalRandom.current();//使用原子变量，模拟第一名成绩final AtomicInteger firstRunner = new AtomicInteger(0);//使用原子变量，模拟最后一名成绩final AtomicInteger lastRunner = new AtomicInteger(0);//模拟赛道上的运动员ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(runners);//运动员进入各自的跑道for (int i = 0; i < runners; i++) {//模拟百米赛跑运动员耗时int costTime = threadLocalRandom.nextInt(9690, 14000);//模拟运动员再各自跑道准备跑步executor.submit(() -> {try {String threadName = Thread.currentThread().getName();System.out.println(threadName + "运动员就绪！！！");try {//等待主线程完成的信号countDownLatch.await();if (firstRunner.get() == 0 || lastRunner.get() == 0) {firstRunner.set(costTime);lastRunner.set(costTime);} else {if (firstRunner.get() > costTime) {firstRunner.set(costTime);}if (lastRunner.get() < costTime) {lastRunner.set(costTime);}}TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(costTime);System.out.println("运动员" + threadName + " 男子100米成绩为：" + transtCostTime(costTime) + "s");cyclicBarrier.await();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}});}//主线程准备时间long endTime = System.currentTimeMillis();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备时间：" + (endTime - beginTime) + "ms");//裁判发号施令开始比赛System.out.println("开始比赛...");countDownLatch.countDown();//裁判事先到终点等待,当数字到达10+1的时候开始释放锁cyclicBarrier.await();System.out.println("百米赛跑第一名成绩：" + transtCostTime(firstRunner.get()) + "s");System.out.println("百米赛跑最后一名成绩：" + transtCostTime(lastRunner.get()) + "s");executor.shutdown();}/*** 将毫秒转换成秒** @param costTime* @return*/private static BigDecimal transtCostTime(int costTime) {BigDecimal bigDecimal = new BigDecimal(costTime);bigDecimal = bigDecimal.divide(new BigDecimal(1000), 3, BigDecimal.ROUND_DOWN);return bigDecimal;}
}

打印结果如下：

男子100米运动员就绪准备比赛
main准备时间：180ms
开始比赛...
pool-1-thread-1运动员就绪！！！
pool-1-thread-2运动员就绪！！！
pool-1-thread-3运动员就绪！！！
pool-1-thread-6运动员就绪！！！
pool-1-thread-5运动员就绪！！！
pool-1-thread-4运动员就绪！！！
pool-1-thread-7运动员就绪！！！
pool-1-thread-8运动员就绪！！！
pool-1-thread-9运动员就绪！！！
pool-1-thread-10运动员就绪！！！
运动员pool-1-thread-4 男子100米成绩为：9.690s
运动员pool-1-thread-5 男子100米成绩为：10.209s
运动员pool-1-thread-2 男子100米成绩为：13.326s
运动员pool-1-thread-7 男子100米成绩为：9.692s
运动员pool-1-thread-10 男子100米成绩为：10.126s
运动员pool-1-thread-3 男子100米成绩为：10.350s
运动员pool-1-thread-8 男子100米成绩为：10.623s
运动员pool-1-thread-1 男子100米成绩为：11.263s
运动员pool-1-thread-6 男子100米成绩为：11.872s
运动员pool-1-thread-9 男子100米成绩为：11.433s
百米赛跑第一名成绩：9.690s
百米赛跑最后一名成绩：13.326s

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