Java併發工具類（柵欄CyclicBarrier）

卡巴拉的樹發表於2017-12-15
Java

併發工具類系列：

Java併發工具類（閉鎖CountDownLatch）

Java併發工具類（柵欄CyclicBarrier）

Java併發工具類（訊號量Semaphore）

CyclicBarrier適用於這樣的情況：你希望建立一組任務，它們並行地執行工作，然後在下一個步驟之前等待，直到所有任務都完成。柵欄和閉鎖的關鍵區別在於，所有執行緒必須同時到達柵欄位置，才能繼續執行。

閉鎖用於等待事件，而柵欄是執行緒之間彼此等待，等到都到的時候再決定做下一件事。可以參考Java併發工具類（閉鎖CountDownLatch）

拿運動員的事情舉例，運動員們跑到終點，互相等待所有人都到達終點後，再一起去做喝酒這件事。（運動員也許不能喝酒的，也許大家再跑一輪。）

下面用一個賽馬程式來舉例：

賽馬

package concurrency;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.*;

class Horse implements Runnable {
    private static int counter = 0;
    private final int id = counter++;
    private int strides = 0;
    private static Random rand = new Random(47);
    private static CyclicBarrier barrier;
    public Horse(CyclicBarrier b) {barrier = b;}
    public synchronized int getStrides() {return strides;}
    public void run() {
        try {
            while (!Thread.interrupted()) {  //執行緒內不斷迴圈
                synchronized (this) {
                    strides += rand.nextInt(3);   //每次馬可以走0,1或者2步
                }
                barrier.await();  //走完後，就等所有其它馬也走完，才能開始下一回合
            }
        } catch (InterruptedException e) {

        } catch (BrokenBarrierException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Horse " + id + " ";
    }

    public String tracks() {
        StringBuilder s =new StringBuilder();
        for(int i = 0; i < getStrides();i++)
            s.append("*");   //這裡列印每個馬走的軌跡
        s.append(id);
        return s.toString();
    }
}
public class HorseRace {
    static final int FINISH_LINE = 75;
    private List<Horse> horses = new ArrayList<Horse>();
    private ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
    private CyclicBarrier barrier;
    public HorseRace(int nHorses, final int pause) {
        barrier = new CyclicBarrier(nHorses, new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                StringBuilder s = new StringBuilder();
                for (int i = 0; i < FINISH_LINE; i++) {
                    s.append("="); //列印賽道
                }
                System.out.println(s);
                for (Horse horse : horses) {
                    System.out.println(horse.tracks());  //列印每匹馬的軌跡
                }
                for (Horse horse : horses) {
                  if (horse.getStrides() >= FINISH_LINE) {
                      System.out.println(horse + "won!");   //每次檢查，如果哪匹馬到終點了，終止所有執行緒
                      exec.shutdownNow();
                      return;
                  }
                }
                try {
                    TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(pause); //每走完一輪，暫停一小會輸出
                } catch (InterruptedException e) {
                    System.out.println("barrier-action sleep interrupted");
                }
            }
        });

        for (int i = 0; i < nHorses; i++) {
            Horse horse = new Horse(barrier);
            horses.add(horse);
            exec.execute(horse);  //所有馬的執行緒開始執行
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int nHorses = 7;
        int pause = 200;
        new HorseRace(nHorses, pause);
    }
}
複製程式碼

我們假設賽道長為75，馬每次能走0,1或者2步，每次走完一輪後，互相等待。一旦所有馬越過柵欄，它就會自動為下一回合的比賽做好準備。讀者可以執行我的程式，在控制檯上可以展示出一定的動畫效果。

上面的例子中，我們向CyclicBarrier提供一個“柵欄動作”，它是一個Runnable，當計數值到達0時自動執行，這是CyclicBarrier和CountDownLatch之間的另一個區別。

public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)
複製程式碼

除此之外，CyclicBarrier還提供其他有用的方法，比如getNumberWaiting方法可以獲得CyclicBarrier阻塞的執行緒數量。isBroken方法用來知道阻塞的執行緒是否被中斷。比如以下程式碼執行完之後會返回true。

相關文章