并发:CyclicBarrier(同步屏障)。

CyclicBarrier的字面意思是可循环使用(Cyclic)的屏障(Barrier)。他要做的事情是,让一组线程达到一个屏障(也可以叫同步点)时被阻塞,直到最后一个线程达到屏障时,屏障才会开门,所有屏障拦截的线程才会继续运行。

CyclicBarrier简介

CyclicBarrier默认的构造方法是CyclicBarrier(int parties),其参数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。示例代码如下所示。

public class CyclcBarrierTest {
	static CyclicBarrier c = new CyclicBarrier(2);
	public static void main(String[] args) {
		new Thread(new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				try {
					c.await();
				} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
					e.printStackTrace();
				}
				System.out.println(1);
			}
		}).start();
		try {
			c.await();
		} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println(2);
	}
}

因为主线程和子线程的调度是由CPU决定的,两个线程都有可能先执行,所以会产生两种输出,第一种可能输出如下:1、2;第二种可能输出如下:2、1。

如果把new CyclicBarrier(2)修改成new CyclicBarrier(3),则主线程和子线程会永远等待,因为没有第三个线程执行await方法,即没有第三个线程达到屏障,所以之前到达屏障的两个线程都不会继续执行。

CyclicBarrier还提供了一个更高级的构造函数CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction),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,如下所示。

public class CyclcBarrierTest2 {
	static CyclicBarrier c = new CyclicBarrier(2, new A());
	public static void main(String[] args) {
		new Thread(new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				try {
					c.await();
				} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
					e.printStackTrace();
				}
				System.out.println(1);
			}
		}).start();
		try {
			c.await();
		} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println(2);
	}
	
	static class A implements Runnable {
		@Override
		public void run() {
			System.out.println(3);
		}
	}
}

因为CyclicBarrier设置了拦截线程的数量是2,所以必须等代码中的第一个线程和线程A都执行完之后,才会继续执行主线程,然后输出2,所以代码执行后的输出如下所示:3、1、2。

CyclicBarrier的应用场景

CyclicBarrier可以用于多线程计算数据,最后合并计算结果的场景。例如,用一个Excel保存饿了用户所有银行流水,每个Sheet保存一个账户近一年的每笔银行流水,现在需要统计用户的日均银行流水,先用多线程处理每个sheet里的银行流水,都执行完之后,得到每个sheet的日均银行流水,最后,再用barrierAction用这些线程的计算结果,计算出整个Excel的日均银行流水,如下所示。

public class BankWaterService implements Runnable {
	/*
	 * 创建4个屏障,处理完之后执行当前类的run方法
	 */
	private CyclicBarrier c = new CyclicBarrier(4, this);
	/*
	 * 假设只有4个sheet,所以只启动4个线程
	 */
	private Executor executor = Executors.newFixedThreadPool(4);
	/*
	 * 保存每个sheet计算出的银流结果
	 */
	private ConcurrentHashMap<String, Integer> sheetBankWaterCount = new ConcurrentHashMap<String, Integer>();
	private void count() {
		for (int i = 0; i < 4; i++) {
			executor.execute(new Runnable() {
				@Override
				public void run() {
					// 计算当前sheet的银流数据,计算代码省略
					sheetBankWaterCount.put(Thread.currentThread().getName(), 1);
					// 银流计算完成,插入一个屏障
					try {
						c.await();
					} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
						e.printStackTrace();
					}
				}
			});
		}
	}
	@Override
	public void run() {
		int result = 0;
		// 汇总每个sheet计算出得结果
		for (Entry<String, Integer> sheet : sheetBankWaterCount.entrySet()) {
			result += sheet.getValue();
		}
		// 将结果输出
		sheetBankWaterCount.put("result", result);
		System.out.println(result);
	}
	public static void main(String[] args) {
		BankWaterService bankWaterCount = new BankWaterService();
		bankWaterCount.count();
	}
}

使用线程池创建4个线程,分别计算每个sheet里的数据,每个sheet计算结果是1,再由BankWaterService线程汇总4个sheet计算出的结果,输出结果如下:4。

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