CyclicBarrier原理

简介: 文章主要介绍了CyclicBarrier的工作原理和使用场景。CyclicBarrier适用于需要多个线程同步到达某个点后再一起继续执行的情况,它通过ReentrantLock和Condition实现了高效的线程同步机制,适合用于需要循环使用屏障点的场景。

​前言

    CyclicBarrier是用于多线程相互等待到达一个公共的屏障点的同步工具类,如下图,小明,小宝,小周都需要等待其他人到达公共的屏障点后,才能继续做其他事,常用于多个线程需要一起完成的任务。本质是通过Lock,控制一个state状态,原子性的更新到0。

CyclicBarrier使用的两种场景

1、 n个线程准备好了一些数据,然后调用await方法,主线程等他们都处理好了,可以汇总n个线程准备好的数据。

2、 n个线程等待都到齐了,再一个一个处理,await方法相当于签到,每个线程都调用await先签到,等到屏障数等于0,再处理后面的逻辑,最后签到的线程执行屏障并唤醒其它等待的线程。

CyclicBarrier与CountDownLatch区别

1、CyclicBarrier可以重置,而CountDownLatch不可以重置。

2、CountDownLatch是一个或多个线程等计数减少到0,一起开始做事。

CyclicBarrier是最后一个线程,唤醒其它等计数器为0的线程,开始做事。

3、CyclicBarrier是基于独占锁ReentrantLock独占锁实现,CountDownLatch是基于共享锁实现。

await方法实现

通过一个ReentrantLock,加上一个Condition,每调用await就会parties减少1。

如果parties=0,执行屏障barrierCommand。唤醒其它阻塞的线程继续执行。

如果parties不是0进入阻塞状态,等待被唤醒。

/** The lock for guarding barrier entry */    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();    /** Condition to wait on until tripped */    private final Condition trip = lock.newCondition();    /** The number of parties */    private final int parties;    /* The command to run when tripped */    private final Runnable barrierCommand;        private int dowait(boolean timed, long nanos)        throws InterruptedException, BrokenBarrierException,               TimeoutException {        final ReentrantLock lock = this.lock;        //加同一把互赤锁        lock.lock();        try {            final Generation g = generation;​            if (g.broken)                throw new BrokenBarrierException();​            if (Thread.interrupted()) {                breakBarrier();                throw new InterruptedException();            }//计数器自减            int index = --count;            if (index == 0) {  // tripped                boolean ranAction = false;                try {                    final Runnable command = barrierCommand;                    if (command != null)                        command.run();                    ranAction = true;                    nextGeneration();                    return 0;                } finally {                    if (!ranAction)                        breakBarrier();                }            }​            // loop until tripped, broken, interrupted, or timed out            for (;;) {                try {                    if (!timed)                    //条件阻塞 等待计数器为0 最后一个减少为0的线程 将唤醒所有线程。                        trip.await();                    else if (nanos > 0L)                        nanos = trip.awaitNanos(nanos);                } catch (InterruptedException ie) {                    if (g == generation && ! g.broken) {                        breakBarrier();                        throw ie;                    } else {                        // We're about to finish waiting even if we had not                        // been interrupted, so this interrupt is deemed to                        // "belong" to subsequent execution.                        Thread.currentThread().interrupt();                    }                }​                if (g.broken)                    throw new BrokenBarrierException();​                if (g != generation)                    return index;​                if (timed && nanos <= 0L) {                    breakBarrier();                    throw new TimeoutException();                }            }        } finally {            lock.unlock();        }    }        private void nextGeneration() {        // 唤醒等待在trip条件(计数器大于0前被阻塞)的线程        trip.signalAll();        // 重置计数器        count = parties;        generation = new Generation();    }    private void breakBarrier() {        generation.broken = true;        count = parties;        trip.signalAll();    }

CyclicBarrier实现是基于ReentrantLock实现的,代码比较简单,可以好好学习下。

相关文章
|
3月前
|
Java 数据库 开发者
CountDownLatch、CyclicBarrier和Semaphore原理和区别
CountDownLatch、CyclicBarrier和Semaphore
|
3月前
|
消息中间件 RocketMQ
CountDownLatch原理
文章讲述了CountDownLatch的工作原理及其用途: 1. CountDownLatch是一个简单的同步工具,用于等待一组操作完成。 2. 它通过AQS框架实现,利用共享锁模式控制线程的等待与唤醒。 3. 适用于多线程环境下,一个线程需要等待多个其他线程完成各自的任务后再继续执行的场景。
|
6月前
并发编程之CountDownLatch和CyclicBarrier的详细解析(带小案例)
并发编程之CountDownLatch和CyclicBarrier的详细解析(带小案例)
85 0
|
6月前
学习多线程之CyclicBarrier使用
学习多线程之CyclicBarrier使用
56 0
|
6月前
学习多线程之CountDownLatch使用
学习多线程之CountDownLatch使用
52 0
|
JavaScript 小程序 Java
JUC多线程:CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore 同步器原理 上
JUC多线程:CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore 同步器原理 上
|
消息中间件 JavaScript 小程序
JUC多线程:CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore 同步器原理 下
JUC多线程:CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore 同步器原理 下
|
测试技术
CyclicBarrier原理剖析
CyclicBarrier原理剖析
156 0
|
安全 Java 测试技术
CountDownLatch原理剖析
CountDownLatch原理剖析
110 0