6.2阻碍循环（Cyclic Barriers）

一个cyclicbarrier让一堆的线程处于等待状态，它们彼此之间会有相同的阻碍点。这个阻碍是循环的，因为当等待的线程等到释放且，它可能会被重复利用。这个同步器在应用的程序中是非常有用的，它会执行一个固定大小的线程，偶尔必须等待每一个线程。

java.util.concurrent.CyclicBarrier类继续一个循环的阻碍同步器。你可以通过执行这个类的CyclicBarrier(int parties)的构造器去明确实例化一个CyclicBarrier的实例。当parties的值小于1时，这个构造器将会抛出IllegalArgumentException。

实际上你也执行CyclicBarrier(int parties, Runnabl barrierAction)的构造器去初始化一个循环的阻碍部分；其中的当阻碍被执行时，barrierAction将会执行。换句话说，parties -1个线程在等待，当多个线程到达时，到达的线程将会执行barrierAction和所有线程都会向前执行。这个runnable在所有线程都在执行时，而去更新分享的状态是非常的用的。当parties的值小于1时，就会抛出IllegalArgument的错误。（在前面的构造器执行这个构造器时，如果放入的barrierAction为null,那么当阻碍释放后，将没的线程会被执行。）

CyclicBarrier也提供了如下的方法：

1) int await():强迫正在请求的线程处于等待状态，直到所有部分在cyclic barrier中都执行await()的方法。当它或其它等待线程被打断，或其它线程在等待时超时，或在这个cyclic barrier中执行reset()的方法，那么在请求的线程会停止等待。如果正在请求的线程自己在进行执行时被打断，或在等待中被打断，这个方法将会抛出InterruptedException,并且请求的线程打断状态会被清空。任何线程在等待时被执行reset()的方法，或执行await()时被打断，或任何等待线程被打断，那么将会抛出BrokenBarrierException.当在等待时被打断，或者等待的线程抛出BrokenBarrierException，那么障碍（barrier）都会处于打断状态。如果请求的线程是最后一个到达，和构造器的barrierAction不为null，在允许其它线程继续执行前，将会让请求的线程去执行。这个方法将会返回请求线程的索引值，这里的索引getParties()-1说明从第一个线程到达到最后一个线程的达到。

2) int await(long timeout,TimeUnit unit):这个方法与前面的方法是相似的，唯一不一样的是，它让你明确要多长时间让请求的线程进入到等待状态。在线程等待期间而超时了，那么将会抛出java.util.concurrent.TimeoutException.

3) int getNumberWaiting():返回当前阻碍下等待的线程数量。这个方法对于打debug和输出信息很有用。

4) int getParties():返回需要调用障碍（barrier）的数量。

5) boolean isBroken():当一个或更多个部分被这个barrier打断，因为打断、超时、重置，或因为异常的抛出错误，这个方法将会返回true，其它情况返回false.

6) void reset():重置这个障碍（barrier）去初始化它的状态。如果任何在障碍（barrier）中等待，那么将会抛出BrokenBarrierException.

Cyclicbarriers在平形分隔的情况是很有用的。当一个长任务被分解为多个子任务，然后将子任务执行的结果再合并成一个结果返回。如下的Listing6-2的例子。

Listing6-2

package com.owen.thread.chapter6;import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;public class CyclicBarrierDemo
{public static void main(String[] args){float[][] matrix = new float[3][3];int counter = 0;for (int row = 0; row < matrix.length; row++)for (int col = 0; col < matrix[0].length; col++)matrix[row][col] = counter++;dump(matrix);System.out.println();Solver solver = new Solver(matrix);System.out.println();dump(matrix);}static void dump(float[][] matrix){for (int row = 0; row < matrix.length; row++){for (int col = 0; col < matrix[0].length; col++)System.out.print(matrix[row][col] + " ");System.out.println();}}
}class Solver
{final int N;final float[][] data;final CyclicBarrier barrier;class Worker implements Runnable{int myRow;boolean done = false;Worker(int row){myRow = row;}boolean done(){return done;}void processRow(int myRow){System.out.println("Processing row: " + myRow);for (int i = 0; i < N; i++)data[myRow][i] *= 10;done = true;}@Overridepublic void run(){while (!done()){processRow(myRow);try{barrier.await();} catch (InterruptedException ie){return;} catch (BrokenBarrierException bbe){return;}}}}public Solver(float[][] matrix){data = matrix;N = matrix.length;barrier = new CyclicBarrier(N, new Runnable(){@Overridepublic void run(){mergeRows();}});for (int i = 0; i < N; ++i)new Thread(new Worker(i)).start();waitUntilDone();}void mergeRows(){System.out.println("merging");synchronized ("abc"){"abc".notify();}}void waitUntilDone(){synchronized ("abc"){try{System.out.println("main thread waiting");"abc".wait();System.out.println("main thread notified");} catch (InterruptedException ie){System.out.println("main thread interrupted");}}}
}

首先主线程创建一个浮点型的数组，然后通过dump的方法，将创建的数组值输出。然后线程会去实例化Solver的对象，这里会分隔线程去计算每一行的值。也就是说修改原告数组内的值，只是按行分隔修改。

Solver出现一个构造器，这个构造器中会去接收数组的值的，并且保存它的引用，当然还就是定义一个参数N去保存数组的大小。构造器创建一个有N部分和一个障碍（barrier）的执行动作的cyclic barrier。在障碍（barrier）的执行中，是将数组计算的所有行的结果合并放入到数组中的。最后，构造器创建一个工作的线程，这个工作线程会被切分多个工作执行，就是去修改每一行的矩阵值。构造器会处于等待状，直到所有的工作都完成。

Worker会重复地去执行run()方法，执行run()方法会去执行processRow()的方法，这个方法会明确去修改矩阵行的值，直到done()返回true的值，方法才会停止执行。当明确processRow()的方法执行完了，那么就会执行await()的方法，线程就不能继续前进。

最为关键的是，所有工作线程都会执行await()的方法。当最后一个工作线程执行好了矩阵的修改后，就会执行await()的方法，然后触发障碍（barrier）的动作，使用刚刚执行的所有工作线程合并成一个矩阵的结果。在这个例子是，合并不是必须的，但是在更为复杂的例子中，合并是必须的。

最后任务执行mergeRows()的方法，去唤醒主线程执行Solver的构造器。这个线程连接着一个字符串“abc”对象，使线程处于等待状态。调用notify()的方法，仅仅是唤醒在这个监听器中的等待线程。

执行上面的代码，你可能会得到相似的结果：

0.0 1.0 2.0
3.0 4.0 5.0
6.0 7.0 8.0 Processing row: 0
main thread waiting
Processing row: 1
Processing row: 2
merging
main thread notified0.0 10.0 20.0
30.0 40.0 50.0
60.0 70.0 80.0

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