Java高併發之CyclicBarrier簡介

Java 中的 CyclicBarrier 是一種同步工具，它可以讓多個執行緒在一個屏障處等待，直到所有執行緒都到達該屏障處後，才能繼續執行。CyclicBarrier 可以用於協調多個執行緒的執行，以便它們可以在某個點上同步執行。

CyclicBarrier 是 Java 中的一種同步工具，它可以讓多個執行緒在一個屏障點處等待，直到所有執行緒都到達該點後，才能繼續執行。CyclicBarrier 可以用於協調多個執行緒的執行，以便它們可以在某個點上同步執行。

使用方式

CyclicBarrier 的基本用法如下：

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

public class CyclicBarrierExample {

    public static void main(String[] args) {
        int n = 3;
        CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(n, new Runnable() {
            public void run() {
                System.out.println("All threads have reached the barrier");
            }
        });

        Thread t1 = new Thread(new MyRunnable(barrier), "Thread 1");
        Thread t2 = new Thread(new MyRunnable(barrier), "Thread 2");
        Thread t3 = new Thread(new MyRunnable(barrier), "Thread 3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }

    static class MyRunnable implements Runnable {
        private final CyclicBarrier barrier;

        public MyRunnable(CyclicBarrier barrier) {
            this.barrier = barrier;
        }

        public void run() {
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is waiting at the barrier...");
                barrier.await();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " has crossed the barrier");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

在這個例子中，我們建立了一個 CyclicBarrier 物件，它需要等待 3 個執行緒到達屏障點。當所有執行緒都到達屏障點後，將會觸發一個回撥函式，列印一條訊息。

我們建立了 3 個執行緒，並將它們傳遞給一個自定義的 Runnable 物件。在每個執行緒的 run 方法中，我們首先列印一條訊息，表示執行緒正在等待屏障點。然後呼叫 barrier.await() 方法，將執行緒加入到等待佇列中，直到所有執行緒都到達屏障點後，才會繼續執行。在最後，我們列印一條訊息，表示執行緒已經跨過了屏障點。

上面程式碼的執行結果如下：

Thread 1 is waiting at the barrier...
Thread 3 is waiting at the barrier...
Thread 2 is waiting at the barrier...
All threads have reached the barrier
Thread 2 has crossed the barrier
Thread 1 has crossed the barrier
Thread 3 has crossed the barrier

從上面程式碼中也可以看出，CyclicBarrier 還支援一個可選的回撥函式，在所有的執行緒都到達屏障點後，會調起指定的回撥函式，上述例子中當所有執行緒到達屏障點的時候，會執行回撥函式，表明已經到達屏障點。

CyclicBarrier 還支援一個更高階的用法，即可以在等待執行緒到達屏障點時，執行一些額外的操作。可以透過 await 方法的返回值來實現這一點，如下所示：

int index = barrier.await();
if (index == 0) {
    // 執行額外的操作
}

在這個例子中，await 方法的返回值表示執行緒在等待佇列中的位置，如果返回值為 0，則表示當前執行緒是最後一個到達屏障點的執行緒，可以執行一些額外的操作，比如說做一些資料清理之類的收尾工作。

注意事項

在使用 Java 中的 CyclicBarrier 時，需要注意以下幾點：

CyclicBarrier 的計數器是可重用的，也就是說，當所有執行緒都到達屏障點後，計數器會被重置為初始值，可以再次使用。如果在等待過程中出現異常，計數器將會被重置，並且所有等待的執行緒都將會丟擲 BrokenBarrierException 異常。
如果使用 CyclicBarrier 時，等待的執行緒數超過了計數器的初始值，將會導致所有執行緒永遠等待下去。因此，在使用 CyclicBarrier 時，需要確保等待的執行緒數不會超過計數器的初始值。
CyclicBarrier 的回撥函式是在最後一個執行緒到達屏障點時執行的，因此，在回撥函式中執行的操作應該是執行緒安全的，否則可能會導致不可預期的結果。
CyclicBarrier 可以用於協調多個執行緒的執行，以便它們可以在某個點上同步執行。但是，如果執行緒之間的執行順序對於程式的正確性很重要，那麼 CyclicBarrier 可能不是最好的選擇。在這種情況下，可能需要使用其他同步工具，如 CountDownLatch 或 Semaphore。
CyclicBarrier 的效能可能會受到等待執行緒的數量和計數器的初始值的影響。如果等待執行緒的數量很大，或者計數器的初始值很大，那麼可能會導致效能下降。因此，在使用 CyclicBarrier 時，需要根據實際情況進行調整。

總之，在使用 Java 中的 CyclicBarrier 時，需要仔細考慮各種情況，以確保程式的正確性和效能。

總結

CyclicBarrier 是一種非常有用的同步工具，它可以讓多個執行緒在一個屏障點處等待，直到所有執行緒都到達該點後，才能繼續執行。CyclicBarrier 可以用於協調多個執行緒的執行，以便它們可以在某個點上同步執行。CyclicBarrier 還支援可重用、回撥函式和額外操作等高階用法，可以滿足各種同步需求。

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注意事項

總結

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