前書き
jdk1.5以降、クラスjava.util.concurrent.CyclicBarrierが導入され、複数のスレッドが相互に待機するように制御します。これらのスレッドは、複数のスレッドが到着した場合にのみ実行を継続します。CountDownLatchとは異なり、CyclicBarrierインスタンスは再利用でき、繰り返しフェンスとも呼ばれます。
使用する
class CyclicBarrierAgainDemo implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.print("------------");
}
public static void main(String[] args) {
int totalThread = 10;
CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(totalThread,new CyclicBarrierAgainDemo ());
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < totalThread; i++) {
executorService.execute(() -> {
System.out.print("before..");
try {
cyclicBarrier.await();
} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
});
}
executorService.shutdown();
}
}
CyclicBarrierを使用して待機を実現するスレッドは、参加者と呼ばれます。参加者は実行する必要があるだけですCyclicBarrier.await（）あなたは待つことができます。CyclicBarrierは内部で表示ロックを維持しているため、参加者の誰が最後に実行したかを知ることができます。CyclicBarrier.await（）。最後のスレッドが実行されると、対応するCyclicBarrierインスタンスを使用している他のパーティが起動され、最後のスレッド自体は中断されません。フローチャートは次のとおりです。
CyclicBarrierソースコード分析
注：ソースコードで各メソッドの機能をコメントアウトします。コメントを参照して理解することができます。
CyclicBarrierクラスの構築方法を最初に見てみましょう。
public CyclicBarrier(int parties) {
this(parties, null);
}
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {
if (parties <= 0) throw new IllegalArgumentException();
this.parties = parties;//parties 指示计数器的初始值
this.count = parties;
this.barrierCommand = barrierAction;//所以线程到达屏障后会执行一次
}
それらの中で、2番目のコンストラクターメソッドはより一般的に使用されるものです。
待つ（）
public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException {
try {
return dowait(false, 0L);
} catch (TimeoutException toe) {
throw new Error(toe); // cannot happen
}
}
private int dowait(boolean timed, long nanos)
throws InterruptedException, BrokenBarrierException,
TimeoutException {
//显示锁
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
//表示当前代
final Generation g = generation;
//当前代的栅栏是否被打破
if (g.broken)
throw new BrokenBarrierException();
//线程是否被中断
if (Thread.interrupted()) {
//唤醒之前到达栅栏阻塞的线程
breakBarrier();
throw new InterruptedException();
}
//计数器减1
int index = --count;
//最后一个线程到达栅栏
if (index == 0) {
// tripped
boolean ranAction = false;
try {
//栅栏被打破市执行的方法
final Runnable command = barrierCommand;
if (command != null)
command.run();
ranAction = true;
//开启下一代，again
nextGeneration();
return 0;
} finally {
//确保其他线程都够正常运行
if (!ranAction)
breakBarrier();
}
}
//自旋
for (;;) {
try {
//判断时候有等待时间限制
if (!timed)
//还是使用的Condition
trip.await();
else if (nanos > 0L)
//如果有，设置等待时间，时间到后，自动唤醒
nanos = trip.awaitNanos(nanos);
} catch (InterruptedException ie) {
//当前 线程被中断，并且栅栏未被打破，则唤醒之前等待的线程
if (g == generation && ! g.broken) {
breakBarrier();
throw ie;
} else {
//若在捕获中断异常前已经完成在栅栏上的等待, 则直接调用中断操作
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
//如果线程因为打翻栅栏操作而被唤醒则抛出异常
if (g.broken)
throw new BrokenBarrierException();
如果线程因为换代操作而被唤醒则返回计数器的值
if (g != generation)
return index;
//等待时间已到，唤醒线程并抛出异常
if (timed && nanos <= 0L) {
breakBarrier();
throw new TimeoutException();
}
}
} finally {
lock.unlock();
}
}
- 表示ロックを取得し、現在のスレッド状態が中断されているかどうかを判断し、中断されている場合は実行しますbreakBarrier 以前にブロックされたすべてのスレッドをウェイクアップし、カウンターをリセットする方法
- カウンタカウントが1減少します。count== 0の場合、最後のスレッドがフェンスに到達し、前に指定したRunnableインターフェイスを実行し、同時に実行することを意味します。 次世代次世代へのアプローチ
- それ以外の場合は、スピンを入力して、現在のスレッドが時限待機に入るのか非時限待機に入るのかを判断します。待機プロセス中に中断された場合は、breakBarrier 以前にブロックされたすべてのスレッドをウェイクアップする方法
- 実行によるものかどうかを判断するbreakBarrierメソッドが起動され、はいの場合、例外がスローされます
- それが通常の交換操作であり、目覚めているかどうかを判断し、そうである場合は、カウンターの値を返します
- タイムアウトによって起動されているかどうかを判断します。起動されている場合は、以前にブロックされていたすべてのスレッドを起動して、例外をスローします
- ロック解除
私たちは、ブロッキング方法は、ここで使用使用していることがわかりますののawait（）/ awaitNanos（長時間）メソッド条件変数条件を。我々は慎重に分析する前にこのメソッドをするとき、我々は入れ条件を。我々はここでそれを分析することはありません。興味のある学生は前の記事へのリンクに行くことができます：条件変数の深い理解条件
breakBarrier（）
private void breakBarrier() {
generation.broken = true;//栅栏被打破
count = parties;//重置count
trip.signalAll();//唤醒之前阻塞的线程
}
次世代（）
private void nextGeneration() {
//唤醒所以的线程
trip.signalAll();
//重置计数器
count = parties;
//重新开始
generation = new Generation();
}
reset（）
次にフェンスリセットの方法を見てください
public void reset() {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
breakBarrier(); // break the current generation
nextGeneration(); // start a new generation
} finally {
lock.unlock();
}
}
CyclicBarrierとCountDownLatchの違い
- CountDownLatchは1ラウンドしかインターセプトできませんが、CyclicBarrierはサイクリックインターセプトを実現できます。
- CyclicBarrierのカウンターはそれ自体で制御され、CountDownLatchのカウンターはユーザーによって渡されます。秒読み（） 制御する方法
総括する
コードが正しい場合CyclicBarrier.await（）呼び出しはループに入れられず、CyclicBarrierを使用する目的は、高い同時操作をテストすることではありません。この場合、CyclicBarrierを使用すると悪用される可能性があります。