java并发工具类之CyclicBarrier

一.介绍

CyclicBarrier的字面意思是可以循环使用的（Cyclic）的屏障（Barrier），它主要做的事情是，让一组线程到达一个屏障（也可以叫同步点）时被阻塞，直到最后一个线程到达屏障时，屏障才会开门，所有被屏障拦截的线程才会继续运行。

图01  ：01与02 线程先到达了Barries，被阻塞，等待03线程的到来。

图02 ：03 线程到达，Barries开门，02线程获得cpu执行权，先执行。

二. 使用

2.1 CyclicBarrier(int parties)使用

CyclicBarrier(int parties) 构造一个参数，参数代表屏障拦截线程数量。每个线程使用await方法来告诉CyclicBarries线程已经到达屏障，然后对该线程进行阻塞。

public class CyclicBarriesTest {

public static CyclicBarrier  barrier=new CyclicBarrier(2);
    public static void main(String[] args) {

        new Thread(()->{


            try {
                int await = barrier.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());

        },"t1").start();


        try {
            barrier.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (BrokenBarrierException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}

简单使用一下，创建CyclicBarries对象，然后线程数量设置成2. 在main方法中创建一个线程，在main函数与新建线程中分别调用await方法。如果你把main方法调用await方法之前让线程睡2s，你可以发现，线程t1与主线程的打印都延长

2.2  CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)

双参数构造，第一个参数是阻塞线程数量，第二个参数是所有线程到达屏障的时候，准备释放所有线程之前执行的一个动作（优先执行）。

public class CyclicBarriesTest02 {




    public static CyclicBarrier barrier =new CyclicBarrier(2, new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("actionRun");
        }
    });


public static void main(String[] args) {
        new Thread(()->{

            try {

                barrier.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
        },"t1").start();


        try {
            barrier.await();

        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (BrokenBarrierException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }
}

执行结果：

actionRun
t1
main

三.使用场景

CyclicBarrier可以应用在多线程计算数据，最后合并计算结果的场景。比如我有个Excle保存了我一年的消费流水，然后一个月份一个sheet页，我想计算下我前三个月共消费多少。我就可以使用三个线程算出每个月的消费，最后在汇总。

public class CyclicBarrierTest3 {



    public static CyclicBarrier barrier =new CyclicBarrier(3, new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            // 汇总
            Long count= 0L;
            for (Map.Entry<String, Long> e :
                    map.entrySet()) {
                count=count+e.getValue();
            }

            System.out.println("汇总："+count);

        }
    });
    public  static ConcurrentMap<String , Long>  map  =new ConcurrentHashMap<>();

    public static  Executor executor  = Executors.newFixedThreadPool(3);// 使用3个线程算三个月的sheet


    public static void main(String[] args) {
        
        for (int i = 0;i<3;++i){
            executor.execute(()->{


                map.put(Thread.currentThread().getName(),System.currentTimeMillis());
                try {
                    barrier.await();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } catch (BrokenBarrierException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });

        }


    }

}

使用三个线程计算出3个sheet页里的数据，最后使用CyclicBarrier 构造参数action 来汇总数据。输出结果如下：

汇总：4695037414899

注：本文章参考《java并发编程的艺术》，感谢方老师作品。