CyclicBarrier 是基于同步到达某个点的信号量触发机制。
字面意思:回环栅栏,即可知道它是一个可以循环使用 ( Cyclic )的屏障式 ( Barrier) 多线程协作方式。
结合生活中的例子:
采用这种方式进行刚才的安检服务 , 就是 3 个人同时进去,只有 3 个人都完成安检,才会放下一批进来。这是一种非常低效的安检方式。
但在某种场景 下就是非常正确的方式,假设在机场排队打车时,现场工作人员统一指挥,每次放 3 辆车进来 ,坐满后开走 , 再放下一批车和人进来。

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CyclicBarrier与CountDownLatch的区别

1)应用场景不同:都可以实现一个线程等待其他线程执行完后的结果归并处理,但是CountDownLatch的计数器只能使用一次,而CyclicBarrier的计数器可以使用reset() 方法重置。CyclicBarrier可以处理更复杂的场景,比如如果计算发生错误,可 以重置计数器,并让线程们重新执行一次
2)实现方式不同,CyclicBarrier是通过ReentrantLock的”独占锁”和Conditon来实现一组线程的阻塞 唤醒的,而CountDownLatch则是通过AQS的“共享锁”实现

源码分析:

  1. //成员变量
  2. /** The lock for guarding barrier entry */
  3. private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
  4. /** Condition to wait on until tripped */
  5. private final Condition trip = lock.newCondition();
  6. /** The number of parties */
  7. //副本,用于循环
  8. private final int parties;
  9. /* The command to run when tripped */
  10. private final Runnable barrierCommand;
  11. /** The current generation */
  12. private Generation generation = new Generation();
  13. /**
  14. * Number of parties still waiting. Counts down from parties to 0
  15. * on each generation. It is reset to parties on each new
  16. * generation or when broken.
  17. */
  18. private int count;
  19. //构造方法
  20. public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {
  21. if (parties <= 0) throw new IllegalArgumentException();
  22. this.parties = parties;
  23. this.count = parties;
  24. this.barrierCommand = barrierAction;
  25. }

为什么用先调用ReentrantLock.lock ? 因为是遵照MESA管程模型来的

private int dowait(boolean timed, long nanos)
        throws InterruptedException, BrokenBarrierException,
               TimeoutException {
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lock();
        try {
            final Generation g = generation;

            if (g.broken)
                throw new BrokenBarrierException();

            if (Thread.interrupted()) {
                breakBarrier();
                throw new InterruptedException();
            }

            int index = --count;
            if (index == 0) {  // tripped
                boolean ranAction = false;
                try {
                    final Runnable command = barrierCommand;
                    if (command != null)
                        command.run();
                    ranAction = true;
                    nextGeneration();
                    return 0;
                } finally {
                    if (!ranAction)
                        breakBarrier();
                }
            }

            // loop until tripped, broken, interrupted, or timed out
            for (;;) {
                try {
                    if (!timed)
                        trip.await();
                    else if (nanos > 0L)
                        nanos = trip.awaitNanos(nanos);
                } catch (InterruptedException ie) {
                    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.
                        Thread.currentThread().interrupt();
                    }
                }

                if (g.broken)
                    throw new BrokenBarrierException();

                if (g != generation)
                    return index;

                if (timed && nanos <= 0L) {
                    breakBarrier();
                    throw new TimeoutException();
                }
            }
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

前半段:进入等待队列,并堵塞线程
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过渡阶段:其他调用signal/signalAll的线程将条件队列转到同步队列中,并唤醒同步队列中head的后续节点去获取锁
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后半段(独占锁的逻辑):获取锁,释放锁,并唤醒同步队列中head的后续节点所在的线程
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ReentrantLock + condition的实现逻辑:

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回顾到AQS定义两种队列
同步等待队列: 主要用于维护获取锁失败时入队的线程
条件等待队列: 调用await()的时候会释放锁,然后线程会加入到条件队列,调用 signal()唤醒的时候会把条件队列中的线程节点移动到同步队列中,等待再次获得锁
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