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  • AQS组件之CyclicBarrier

    前面已经介绍了AQS及其两个组件,接下来看看CyclicBarrier这个组件。

    一、简介

    CyclicBarrier是另一种多线程并发控制使用工具,和CountDownLatch非常类似,他也 可以实现线程间的计数等待,但他的功能要比CountDownLatch更加强大一些。

    CyclicBarrier 的字面意思是可循环使用(Cyclic)的屏障(Barrier)。它要做的事情 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干活。

    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。

    CyclicBarrier 和 CountDownLatch 非常类似,它也可以实现线程间的计数等待,但是它的功能比 CountDownLatch 更加复杂和强大。主要应用场景和 CountDownLatch 类似。

    CyclicBarrier强调的是n个线程,大家相互等待,只要有一个没完成,所有人都得等着。

    CyclicBarrier 的字面意思是可循环使用(Cyclic)的屏障(Barrier)。它要做的事情是,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干活。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。

    二、应用场景及使用例子

    CyclicBarrier 可以用于多线程计算数据,最后合并计算结果的应用场景。比如我们用一个Excel保存了用户所有银行流水,每个Sheet保存一个帐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。

    @Slf4j
    public class CyclicBarrierExample2 {
        //公共线程循环调用方法
        //private static CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(5);
        //使用方法3:在初始化的时候设置runnable,当线程达到屏障时优先执行runnable
        private static CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(5, () -> {
            log.info("callback is running");
        });
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                final int threadNum = i;
                Thread.sleep(1000);
                executorService.execute(() -> {
                    try {
                        race2(threadNum);
                    } catch (Exception e) {
                        log.error("exception", e);
                    }
                });
            }
            executorService.shutdown();
        }
        //使用方法1:每个线程都持续等待
        private static void race(int threadNum) throws Exception {
            Thread.sleep(1000);
            log.info("{} is ready", threadNum);
            barrier.await();    //达到设置的线程数之后,才会执行await后面的代码
            log.info("{} continue", threadNum);
        }
        //使用方法2:每个线程只等待一段时间
        private static void race2(int threadNum) throws Exception {
            Thread.sleep(1000);
            log.info("{} is ready", threadNum);
            barrier.await();
            log.info("{} continue", threadNum);
        }
    }

    运行结果:

    17:56:04.793 [pool-1-thread-1] INFO com.baichen.concurrency.example.aqs.CyclicBarrierExample2 - 0 is ready
    17:56:05.793 [pool-1-thread-2] INFO com.baichen.concurrency.example.aqs.CyclicBarrierExample2 - 1 is ready
    17:56:06.793 [pool-1-thread-3] INFO com.baichen.concurrency.example.aqs.CyclicBarrierExample2 - 2 is ready
    17:56:07.798 [pool-1-thread-4] INFO com.baichen.concurrency.example.aqs.CyclicBarrierExample2 - 3 is ready
    17:56:08.800 [pool-1-thread-5] INFO com.baichen.concurrency.example.aqs.CyclicBarrierExample2 - 4 is ready
    17:56:08.801 [pool-1-thread-5] INFO com.baichen.concurrency.example.aqs.CyclicBarrierExample2 - callback is running
    17:56:08.801 [pool-1-thread-5] INFO com.baichen.concurrency.example.aqs.CyclicBarrierExample2 - 4 continue
    17:56:08.801 [pool-1-thread-1] INFO com.baichen.concurrency.example.aqs.CyclicBarrierExample2 - 0 continue
    17:56:08.801 [pool-1-thread-3] INFO com.baichen.concurrency.example.aqs.CyclicBarrierExample2 - 2 continue
    17:56:08.801 [pool-1-thread-4] INFO com.baichen.concurrency.example.aqs.CyclicBarrierExample2 - 3 continue
    17:56:08.801 [pool-1-thread-2] INFO com.baichen.concurrency.example.aqs.CyclicBarrierExample2 - 1 continue
    17:56:09.801 [pool-1-thread-6] INFO com.baichen.concurrency.example.aqs.CyclicBarrierExample2 - 5 is ready
    17:56:10.806 [pool-1-thread-4] INFO com.baichen.concurrency.example.aqs.CyclicBarrierExample2 - 6 is ready
    17:56:11.809 [pool-1-thread-2] INFO com.baichen.concurrency.example.aqs.CyclicBarrierExample2 - 7 is ready
    17:56:12.812 [pool-1-thread-1] INFO com.baichen.concurrency.example.aqs.CyclicBarrierExample2 - 8 is ready
    17:56:13.819 [pool-1-thread-3] INFO com.baichen.concurrency.example.aqs.CyclicBarrierExample2 - 9 is ready
    17:56:13.819 [pool-1-thread-3] INFO com.baichen.concurrency.example.aqs.CyclicBarrierExample2 - callback is running
    17:56:13.819 [pool-1-thread-3] INFO com.baichen.concurrency.example.aqs.CyclicBarrierExample2 - 9 continue
    17:56:13.819 [pool-1-thread-6] INFO com.baichen.concurrency.example.aqs.CyclicBarrierExample2 - 5 continue
    17:56:13.819 [pool-1-thread-2] INFO com.baichen.concurrency.example.aqs.CyclicBarrierExample2 - 7 continue
    17:56:13.819 [pool-1-thread-1] INFO com.baichen.concurrency.example.aqs.CyclicBarrierExample2 - 8 continue
    17:56:13.819 [pool-1-thread-4] INFO com.baichen.concurrency.example.aqs.CyclicBarrierExample2 - 6 continue

    可以看到当线程数量也就是请求数量达到我们定义的 5 个的时候, await方法之后的方法才被执行。即在最开始定义了屏障拦截的线程数。

    另外,CyclicBarrier还提供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线程,方便处理更复杂的业务场景。如上面“

    "callback is running"的输出。
    

    三、CyclicBarrier和CountDownLatch的区别

    CountDownLatch是计数器,只能使用一次,而CyclicBarrier的计数器提供reset()方法,可以多次使用。但是我不那么认为它们之间的区别仅仅就是这么简单的一点。我们来从jdk作者设计的目的来看,javadoc是这么描述它们的:

    CountDownLatch: A synchronization aid that allows one or more threads to wait until a set of operations being performed in other threads completes.(CountDownLatch: 一个或者多个线程,等待其他多个线程完成某件事情之后才能执行;)

    CyclicBarrier : A synchronization aid that allows a set of threads to all wait for each other to reach a common barrier point.(CyclicBarrier : 多个线程互相等待,直到到达同一个同步点,再继续一起执行。)

    对于CountDownLatch来说,重点是“一个线程(多个线程)等待”,而其他的N个线程在完成“某件事情”之后,可以终止,也可以等待。而对于CyclicBarrier,重点是多个线程,在任意一个线程没有完成,所有的线程都必须等待。

    CountDownLatch是计数器,线程完成一个记录一个,只不过计数不是递增而是递减,而CyclicBarrier更像是一个阀门,需要所有线程都到达,阀门才能打开,然后继续执行。

    CyclicBarrier和CountDownLatch的区别这部分内容参考了如下两篇文章:

    参照:https://blog.csdn.net/jesonjoke/article/details/80054133

    https://blog.csdn.net/xlgen157387/article/details/78218736

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/baichendongyang/p/13235461.html
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