Java并发系列之六 CyclicBarrier源码解析

本文涉及的产品
公共DNS(含HTTPDNS解析),每月1000万次HTTP解析
全局流量管理 GTM,标准版 1个月
云解析 DNS,旗舰版 1个月
简介: Java并发系列之六 CyclicBarrier源码解析

CyclicBarrier概述



CyclicBarrier字面意思是可循环使用的线程屏障。


CyclicBarrier的功能和CountDownLatch功能有点相似。都能实现线程间相互等待,直到线程做完某些任务,唤醒等待线程。那么既然他们功能类似,提供一种解决方案不就行了吗,为什么还要再提供一个呢。原因是他们的侧重点其实还不一样。在CountDownLatch中我们把线程归类为两种,一类是工作线程,一类是阻塞线程。工作线程执行完任务,可以调用countDown()方法,释放共享锁,阻塞线程则是通过await()方法 自旋获取共享锁,注意这里工作线程是不会阻塞的。在CyclicBarrier中其实只有一类线程,那就是工作线程,假设有5个工作线程,工作线程执行完任务,会判断其他4个工作线程是否执行结束,如果还有线程没有执行完,那么工作线程会阻塞,等待其他线程结束完。当其他线程都执行完了才会执行下一步,CyclicBarrier会阻塞工作线程。而且CyclicBarrier内部使用的是ReentrantLock和Condition。我们知道Condition可以让线程阻塞,并且放入到Condition的单链表中。

public class CyclicBarrierUsage {
    public static void main(String[] args) {
        int N = 5;//一共有五个线程,如果线程都执行完了
        CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(N, new Runnable() {//
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " --- after run ");
            }
        });
        for (int i = 0; i < N; i++) {//五个工作线程
            new Thread() {
                @Override
                public void run() {
                    super.run();
                    try {
                        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);//模拟工作
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " --- completed ");
                        cyclicBarrier.await();//执行完工作 等待其他线程完成
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " --- run again ");
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }catch (BrokenBarrierException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }.start();
        }
    }
}

输出结果


Thread-2 — completed


Thread-1 — completed


Thread-0 — completed


Thread-4 — completed


Thread-3 — completed


Thread-3 — after run


Thread-3 — run again


Thread-2 — run again


Thread-0 — run again


Thread-4 — run again


Thread-1 — run again


构建CyclicBarrier的时候我们往构造函数传递了一个Runnable对象,这个Runnable会在线程屏障点到达的时候,被刚好到达屏障点的那个线程执行。所以它是在工作线程中执行的。如果我们在Android开发中,需要在UI线程中执行Runnable还需要转到UI线程执行


源码解析


构造函数

 public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {
        if (parties <= 0) throw new IllegalArgumentException();
        this.parties = parties;//线程个数
        this.count = parties;
        this.barrierCommand = barrierAction;//到达屏障点 需要执行的任务
    }
    public CyclicBarrier(int parties) {
        this(parties, null);
    }

成员变量

/** 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;
/** The current generation */
private Generation generation = new Generation();

通过成员变量我们可以知道内部使用的就是ReentrantLock和Condition


await()

public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException {
        try {
            return dowait(false, 0L);
        } catch (TimeoutException toe) {
            throw new Error(toe); // cannot happen
        }
    }

接下来我们详细讲解下dowait(),基本上精华都在里面了

private int dowait(boolean timed, long nanos)
        throws InterruptedException, BrokenBarrierException,
               TimeoutException {
        final ReentrantLock lock = this.lock;
        lock.lock();//独占锁上锁
        try {
            final Generation g = generation;
            if (g.broken)
                throw new BrokenBarrierException();
            if (Thread.interrupted()) {
                breakBarrier();
                throw new InterruptedException();
            }
            int index = --count;//线程获取到锁了,count-1
            if (index == 0) {  // index=0表示所有线程都执行过了,触发屏障
                boolean ranAction = false;
                try {
                    final Runnable command = barrierCommand;
                    if (command != null)
                        command.run();//执行Runnable
                    ranAction = true;
                    nextGeneration();//nextGeneration会调用trip.signalAll(),唤醒所有等待在trip上的线程
                    return 0;
                } finally {
                    if (!ranAction)//如果抛异常了 唤醒所有等待在trip上的线程
                        breakBarrier();
                }
            }
            // 如果index!=0表示还有其他线程没有执行过,那么调用trip.await(),让当前线程阻塞
            for (;;) {
                try {
                    if (!timed)
                        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();
        }
    }


相关文章
[Java计算机毕设]基于ssm的OA办公管理系统的设计与实现,附源码+数据库+论文+开题,包安装调试
OA办公管理系统是一款基于Java和SSM框架开发的B/S架构应用,适用于Windows系统。项目包含管理员、项目管理人员和普通用户三种角色,分别负责系统管理、请假审批、图书借阅等日常办公事务。系统使用Vue、HTML、JavaScript、CSS和LayUI构建前端,后端采用SSM框架,数据库为MySQL,共24张表。提供完整演示视频和详细文档截图,支持远程安装调试,确保顺利运行。
47 17
从入门到精通:H5游戏源码开发技术全解析与未来趋势洞察
H5游戏凭借其跨平台、易传播和开发成本低的优势,近年来发展迅猛。接下来,让我们深入了解 H5 游戏源码开发的技术教程以及未来的发展趋势。
|
9天前
|
Java代码结构解析:类、方法、主函数(1分钟解剖室)
### Java代码结构简介 掌握Java代码结构如同拥有程序世界的建筑蓝图,类、方法和主函数构成“黄金三角”。类是独立的容器,承载成员变量和方法;方法实现特定功能,参数控制输入环境;主函数是程序入口。常见错误包括类名与文件名不匹配、忘记static修饰符和花括号未闭合。通过实战案例学习电商系统、游戏角色控制和物联网设备监控,理解类的作用、方法类型和主函数任务,避免典型错误,逐步提升编程能力。 **脑图速记法**:类如太空站,方法即舱段;main是发射台,static不能换;文件名对仗,括号要成双;参数是坐标,void不返航。
34 5
|
12天前
|
【源码】【Java并发】【线程池】邀请您从0-1阅读ThreadPoolExecutor源码
当我们创建一个`ThreadPoolExecutor`的时候,你是否会好奇🤔,它到底发生了什么?比如:我传的拒绝策略、线程工厂是啥时候被使用的? 核心线程数是个啥?最大线程数和它又有什么关系?线程池,它是怎么调度,我们传入的线程?...不要着急,小手手点上关注、点赞、收藏。主播马上从源码的角度带你们探索神秘线程池的世界...
81 0
【源码】【Java并发】【线程池】邀请您从0-1阅读ThreadPoolExecutor源码
深潜数据海洋:Java文件读写全面解析与实战指南
通过本文的详细解析与实战示例,您可以系统地掌握Java中各种文件读写操作,从基本的读写到高效的NIO操作,再到文件复制、移动和删除。希望这些内容能够帮助您在实际项目中处理文件数据,提高开发效率和代码质量。
27 4
在线教育网课系统源码开发指南:功能设计与技术实现深度解析
在线教育网课系统是近年来发展迅猛的教育形式的核心载体,具备用户管理、课程管理、教学互动、学习评估等功能。本文从功能和技术两方面解析其源码开发,涵盖前端(HTML5、CSS3、JavaScript等)、后端(Java、Python等)、流媒体及云计算技术,并强调安全性、稳定性和用户体验的重要性。
SaaS云计算技术的智慧工地源码,基于Java+Spring Cloud框架开发
智慧工地源码基于微服务+Java+Spring Cloud +UniApp +MySql架构,利用传感器、监控摄像头、AI、大数据等技术,实现施工现场的实时监测、数据分析与智能决策。平台涵盖人员、车辆、视频监控、施工质量、设备、环境和能耗管理七大维度,提供可视化管理、智能化报警、移动智能办公及分布计算存储等功能,全面提升工地的安全性、效率和质量。
高级java面试---spring.factories文件的解析源码API机制
【11月更文挑战第20天】Spring Boot是一个用于快速构建基于Spring框架的应用程序的开源框架。它通过自动配置、起步依赖和内嵌服务器等特性,极大地简化了Spring应用的开发和部署过程。本文将深入探讨Spring Boot的背景历史、业务场景、功能点以及底层原理,并通过Java代码手写模拟Spring Boot的启动过程,特别是spring.factories文件的解析源码API机制。
144 2
【23种设计模式·全精解析 | 创建型模式篇】5种创建型模式的结构概述、实现、优缺点、扩展、使用场景、源码解析
创建型模式的主要关注点是“怎样创建对象?”,它的主要特点是"将对象的创建与使用分离”。这样可以降低系统的耦合度,使用者不需要关注对象的创建细节。创建型模式分为5种:单例模式、工厂方法模式抽象工厂式、原型模式、建造者模式。
【23种设计模式·全精解析 | 创建型模式篇】5种创建型模式的结构概述、实现、优缺点、扩展、使用场景、源码解析

热门文章

最新文章

推荐镜像

更多