如何使用Java高并发编程CyclicBarrier
本篇内容介绍了“如何使用Java高并发编程CyclicBarrier”的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！
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什么是CyclicBarrier
CyclicBarrier是什么?把它拆开来翻译就是循环(Cycle)和屏障(Barrier)
它的主要作用其实和CountDownLanch差不多，都是让一组线程到达一个屏障时被阻塞，直到最后一个线程到达屏障时，屏障会被打开，所有被屏障阻塞的线程才会继续执行，不过它是可以循环执行的，这是它与CountDownLanch最大的不同。CountDownLanch是只有当最后一个线程把计数器置为0的时候，其他阻塞的线程才会继续执行。
如何使用
我们首先先来看下关于使用CyclicBarrier的一个demo：比如游戏中有个关卡的时候，每次进入下一关的时候都需要进行加载一些地图、特效背景音乐什么的只有全部加载完了才能够进行游戏:
/**demo 来源https://blog.csdn.net/lstcui/article/details/107389371 * 公众号【java金融】 */ public class CyclicBarrierExample { static class PreTaskThread implements Runnable { private String task; private CyclicBarrier cyclicBarrier; public PreTaskThread(String task, CyclicBarrier cyclicBarrier) { this.task = task; this.cyclicBarrier = cyclicBarrier; } @Override public void run() { for (int i = 0; i < 4; i++) { Random random = new Random(); try { Thread.sleep(random.nextInt(1000)); System.out.println(String.format("关卡 %d 的任务 %s 完成", i, task)); cyclicBarrier.await(); } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) { e.printStackTrace(); } } } public static void main(String[] args) { CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(3, () -> { System.out.println("本关卡所有的前置任务完成，开始游戏... ..."); }); new Thread(new PreTaskThread("加载地图数据", cyclicBarrier)).start(); new Thread(new PreTaskThread("加载人物模型", cyclicBarrier)).start(); new Thread(new PreTaskThread("加载背景音乐", cyclicBarrier)).start(); } } }输出结果如下：
我们可以看到每次游戏开始都会等当前关卡把游戏的人物模型，地图数据、背景音乐加载完成后才会开始进行游戏。并且还是可以循环控制的。
源码分析
结构组成
/** The lock for guarding barrier entry */ private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); /** Condition to wait on until tripped */ private final Condition trip = lock.newCondition(); /** The number of parties */ private final int parties; /* The command to run when tripped */ private final Runnable barrierCommand; /** The current generation */ private Generation generation = new Generation();
lock:用于保护屏障入口的锁
trip :达到屏障并且不能放行的线程在trip条件变量上等待
parties :栅栏开启需要的到达线程总数
barrierCommand：最后一个线程到达屏障后执行的回调任务
generation：这是一个内部类，通过它实现CyclicBarrier重复利用，每当await达到最大次数的时候，就会重新new 一个，表示进入了下一个轮回。里面只有一个boolean型属性，用来表示当前轮回是否有线程中断。
主要方法
public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException { try { return dowait(false, 0L); } catch (TimeoutException toe) { throw new Error(toe); // cannot happen } } * Main barrier code, covering the various policies. */ private int dowait(boolean timed, long nanos) throws InterruptedException, BrokenBarrierException, TimeoutException { final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lock(); try { //获取barrier当前的 “代”也就是当前循环 final Generation g = generation; if (g.broken) throw new BrokenBarrierException(); if (Thread.interrupted()) { breakBarrier(); throw new InterruptedException(); } // 每来一个线程调用await方法都会进行减1 int index = --count; if (index == 0) { // tripped boolean ranAction = false; try { final Runnable command = barrierCommand; // new CyclicBarrier 传入 的barrierCommand, command.run()这个方法是同步的，如果耗时比较多的话,是否执行的时候需要考虑下是否异步来执行。 if (command != null) command.run(); ranAction = true; // 这个方法1. 唤醒所有阻塞的线程，2. 重置下count（count 每来一个线程都会进行减1）和generation，以便于下次循环。 nextGeneration(); return 0; } finally { if (!ranAction) breakBarrier(); } } // loop until tripped, broken, interrupted, or timed out for (;;) { try { // 进入if条件，说明是不带超时的await if (!timed) // 当前线程会释放掉lock，然后进入到trip条件队列的尾部，然后挂起自己，等待被唤醒。 trip.await(); else if (nanos > 0L) //说明当前线程调用await方法时 是指定了 超时时间的！ nanos = trip.awaitNanos(nanos); } catch (InterruptedException ie) { //Node节点在 条件队列内 时 收到中断信号时 会抛出中断异常！ //g == generation 成立，说明当前代并没有变化。 //! g.broken 当前代如果没有被打破，那么当前线程就去打破，并且抛出异常.. if (g == generation && ! g.broken) { breakBarrier(); throw ie; } else { // We're about to finish waiting even if we had not // been interrupted, so this interrupt is deemed to // "belong" to subsequent execution. //执行到else有几种情况？ //1.代发生了变化，这个时候就不需要抛出中断异常了，因为 代已经更新了，这里唤醒后就走正常逻辑了..只不过设置下 中断标记。 //2.代没有发生变化，但是代被打破了，此时也不用返回中断异常，执行到下面的时候会抛出 brokenBarrier异常。也记录下中断标记位。 Thread.currentThread().interrupt(); } } //唤醒后，执行到这里，有几种情况？ //1.正常情况，当前barrier开启了新的一代（trip.signalAll()） //2.当前Generation被打破，此时也会唤醒所有在trip上挂起的线程 //3.当前线程trip中等待超时，然后主动转移到 阻塞队列 然后获取到锁 唤醒。 if (g.broken) throw new BrokenBarrierException(); //唤醒后，执行到这里，有几种情况？ //1.正常情况，当前barrier开启了新的一代（trip.signalAll()） //2.当前线程trip中等待超时，然后主动转移到 阻塞队列 然后获取到锁 唤醒。 if (g != generation) return index; //唤醒后，执行到这里，有几种情况？ //.当前线程trip中等待超时，然后主动转移到 阻塞队列 然后获取到锁 唤醒。 if (timed && nanos <= 0L) { breakBarrier(); throw new TimeoutException(); } } } finally { lock.unlock(); } }“如何使用Java高并发编程CyclicBarrier”的内容就介绍到这里了，感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识可以关注创新互联网站，小编将为大家输出更多高质量的实用文章！
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