介绍:
会换栅栏,实现一组线程等待某个状态,再同时执行。CyclicBarrier可以被重用
构造方法
// parties表示屏障拦截的线程数量,每个线程调用 await 方法告诉 CyclicBarrier 我已经到达了屏障,然后当前线程被阻塞。
public CyclicBarrier(int parties)
// 用于在线程到达屏障时,优先执行 barrierAction,方便处理更复杂的业务场景(该线程的执行时机是在到达屏障之后再执行)
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)
重要方法
//屏障 指定数量的线程全部调用await()方法时,这些线程不再阻塞
// BrokenBarrierException 表示栅栏已经被破坏,破坏的原因可能是其中一个线程 await() 时被中断或者超时
public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException
public int await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, BrokenBarrierException, TimeoutException
//循环 通过reset()方法可以进行重置
public void reset()
/** The lock for guarding barrier entry */
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
/** Condition to wait on until tripped */
private final Condition trip = lock.newCondition();
CyclicBarrier应用场景
CyclicBarrier 可以用于多线程计算数据,最后合并计算结果的场景。
public class CyclicBarrierTest2 {
//保存每个学生的平均成绩
private ConcurrentHashMap<String, Integer> map=new ConcurrentHashMap<String,Integer>();
private ExecutorService threadPool= Executors.newFixedThreadPool(3);
private CyclicBarrier cb=new CyclicBarrier(3,()->{
int result=0;
Set<String> set = map.keySet();
for(String s:set){
result+=map.get(s);
}
System.out.println("三人平均成绩为:"+(result/3)+"分");
});
public void count(){
for(int i=0;i<3;i++){
threadPool.execute(new Runnable(){
@Override
public void run() {
//获取学生平均成绩
int score=(int)(Math.random()*40+60);
map.put(Thread.currentThread().getName(), score);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+"同学的平均成绩为:"+score);
try {
//执行完运行await(),等待所有学生平均成绩都计算完毕
cb.await();
} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
}
}
public static void main(String[] args) {
CyclicBarrierTest2 cb=new CyclicBarrierTest2();
cb.count();
}
}
利用CyclicBarrier的计数器能够重置,屏障可以重复使用的特性,可以支持类似“人满发车”的场景
public class CyclicBarrierTest3 {
public static void main(String[] args) {
AtomicInteger counter = new AtomicInteger();
ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
5, 5, 1000, TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue<>(100),
(r) -> new Thread(r, counter.addAndGet(1) + " 号 "),
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(5,
() -> System.out.println("裁判:比赛开始~~"));
for (int i = 0; i < 10; i++) {
threadPoolExecutor.submit(new Runner(cyclicBarrier));
}
}
static class Runner extends Thread{
private CyclicBarrier cyclicBarrier;
public Runner (CyclicBarrier cyclicBarrier) {
this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
}
@Override
public void run() {
try {
int sleepMills = ThreadLocalRandom.current().nextInt(1000);
Thread.sleep(sleepMills);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 选手已就位, 准备共用时: " + sleepMills + "ms" + cyclicBarrier.getNumberWaiting());
cyclicBarrier.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}catch(BrokenBarrierException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}
CyclicBarrier与CountDownLatch的区别
- 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。所以CyclicBarrier能处理更为复杂的业务场景,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
- CyclicBarrier还提供getNumberWaiting(可以获得CyclicBarrier阻塞的线程数量)、isBroken(用来知道阻塞的线程是否被中断)等方法。
- CountDownLatch会阻塞主线程,CyclicBarrier不会阻塞主线程,只会阻塞子线程。
- CountDownLatch和CyclicBarrier都能够实现线程之间的等待,只不过它们侧重点不同。CountDownLatch一般用于一个或多个线程,等待其他线程执行完任务后,再执行。CyclicBarrier一般用于一组线程互相等待至某个状态,然后这一组线程再同时执行。
- CyclicBarrier 还可以提供一个 barrierAction,合并多线程计算结果。
- 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
核心就在 doawit中队列入队
判断条件在唤醒线程,再释放锁,条件队列转到同步队列,再从同步队列中唤醒线程的设计
CyclicBarrier源码分析
// 代码模式
lock.lock();
try{
//和兴
// condition的await;,
// 阻塞线程,释放锁
//进入条件队列
// 可以在释放锁的时候唤醒head后续节点的所有线程
// 被唤醒的线程获取锁,如果失败会阻塞 ,这个是独占锁,双向队列
await();
}finally{
lock.unLock()
}
private void breakBarrier() {
generation.broken = true;
count = parties;
trip.signalAll();// 会唤醒,将条件队列转为同步队列
}
死锁
优化:可以调整时间,调整顺序
public class DeadLockTest {
private static String a = "a";
private static String b = "b";
public static void main(String[] args) {
Thread threadA = new Thread(()->{
synchronized (a) {
log.debug("threadA进入a同步块,执行中...");
try {
//Thread.sleep(2000); 条件队列作用: 打破死锁的循环
a.wait(5000);
synchronized (b) {
log.debug("threadA进入b同步块,执行中...");
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},"threadA");
Thread threadB = new Thread(()->{
synchronized (b) {
log.debug("threadB进入b同步块,执行中...");
try {
//b.wait(5000);
Thread.sleep(2000);
synchronized (a) {
log.debug("threadB进入a同步块,执行中...");
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
},"threadB");
threadA.start();
threadB.start();
}
}
/**
* @author Fox
* 哲学家就餐问题
*/
public class PhilosopherEatTest {
public static void main(String[] args) {
//初始化五根筷子
Chopstick c1 = new Chopstick(1);
Chopstick c2 = new Chopstick(2);
Chopstick c3 = new Chopstick(3);
Chopstick c4 = new Chopstick(4);
Chopstick c5 = new Chopstick(5);
// 思考: 如何打破循环, 调整获取锁的顺序
new Philosopher("苏格拉底", c1, c2).start();
new Philosopher("柏拉图", c2, c3).start();
new Philosopher("亚里士多德", c3, c4).start();
new Philosopher("赫拉克利特", c4, c5).start();
new Philosopher("阿基米德", c1,c5).start();
}
}