CountDownLatch、CyclicBarrier和Semaphore

参考：

http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920397.html

https://blog.csdn.net/liuyi1207164339/article/details/51621902

在java 1.5中，提供了一些非常有用的辅助类来帮助我们进行并发编程，比如CountDownLatch，CyclicBarrier和Semaphore，今天我们就来学习一下这三个辅助类的用法。

　　以下是本文目录大纲：

　　一.CountDownLatch用法

　　二.CyclicBarrier用法

　　三.Semaphore用法

　　若有不正之处请多多谅解，并欢迎批评指正。

　　请尊重作者劳动成果，转载请标明原文链接：

　　http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920397.html

CountDownLatch CyclicBarrier
减计数方式 加计数方式
计算为0时释放所有等待的线程 计数达到指定值时释放所有等待线程
计数为0时，无法重置 计数达到指定值时，计数置为0重新开始
调用countDown()方法计数减一，调用await()方法只进行阻塞，对计数没任何影响 调用await()方法计数加1，若加1后的值不等于构造方法的值，则线程阻塞
不可重复利用 可重复利用

CountDownLatch强调一个线程等多个线程完成某件事情。CyclicBarrier是多个线程互等，等大家都完成。　

一.CountDownLatch用法

　　CountDownLatch类位于java.util.concurrent包下，利用它可以实现类似计数器的功能。比如有一个任务A，它要等待其他4个任务执行完毕之后才能执行，此时就可以利用CountDownLatch来实现这种功能了。

　　CountDownLatch类只提供了一个构造器：

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public CountDownLatch(int count) {  };  //参数count为计数值

　　然后下面这3个方法是CountDownLatch类中最重要的方法：

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public void await() throws InterruptedException { };   //调用await()方法的线程会被挂起，它会等待直到count值为0才继续执行
public boolean await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { };  //和await()类似，只不过等待一定的时间后count值还没变为0的话就会继续执行
public void countDown() { };  //将count值减1

　　下面看一个例子大家就清楚CountDownLatch的用法了：

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public class Test {
     public static void main(String[] args) {   
         final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2);
          
         new Thread(){
             public void run() {
                 try {
                     System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在执行");
                    Thread.sleep(3000);
                    System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"执行完毕");
                    latch.countDown();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
             };
         }.start();
          
         new Thread(){
             public void run() {
                 try {
                     System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在执行");
                     Thread.sleep(3000);
                     System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"执行完毕");
                     latch.countDown();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
             };
         }.start();
          
         try {
             System.out.println("等待2个子线程执行完毕...");
            latch.await();
            System.out.println("2个子线程已经执行完毕");
            System.out.println("继续执行主线程");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
     }
}

　　执行结果：

线程Thread-0正在执行

线程Thread-1正在执行

等待2个子线程执行完毕...

线程Thread-0执行完毕

线程Thread-1执行完毕

2个子线程已经执行完毕

继续执行主线程

二.CyclicBarrier用法

　　字面意思回环栅栏，通过它可以实现让一组线程等待至某个状态之后再全部同时执行。叫做回环是因为当所有等待线程都被释放以后，CyclicBarrier可以被重用。我们暂且把这个状态就叫做barrier，当调用await()方法之后，线程就处于barrier了。

　　CyclicBarrier类位于java.util.concurrent包下，CyclicBarrier提供2个构造器：

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public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {
}
 
public CyclicBarrier(int parties) {
}

　　参数parties指让多少个线程或者任务等待至barrier状态；参数barrierAction为当这些线程都达到barrier状态时会执行的内容。

　　然后CyclicBarrier中最重要的方法就是await方法，它有2个重载版本：

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public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException { };
public int await(long timeout, TimeUnit unit)throws InterruptedException,BrokenBarrierException,TimeoutException { };

　　第一个版本比较常用，用来挂起当前线程，直至所有线程都到达barrier状态再同时执行后续任务；

　　第二个版本是让这些线程等待至一定的时间，如果还有线程没有到达barrier状态就直接让到达barrier的线程执行后续任务。

　　下面举几个例子就明白了：

　　假若有若干个线程都要进行写数据操作，并且只有所有线程都完成写数据操作之后，这些线程才能继续做后面的事情，此时就可以利用CyclicBarrier了：

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public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int N = 4;
        CyclicBarrier barrier  = new CyclicBarrier(N);
        for(int i=0;i<N;i++)
            new Writer(barrier).start();
    }
    static class Writer extends Thread{
        private CyclicBarrier cyclicBarrier;
        public Writer(CyclicBarrier cyclicBarrier) {
            this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
        }
 
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在写入数据...");
            try {
                Thread.sleep(5000);      //以睡眠来模拟写入数据操作
                System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"写入数据完毕，等待其他线程写入完毕");
                cyclicBarrier.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }catch(BrokenBarrierException e){
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("所有线程写入完毕，继续处理其他任务...");
        }
    }
}

　　执行结果：

线程Thread-0正在写入数据...

线程Thread-3正在写入数据...

线程Thread-2正在写入数据...

线程Thread-1正在写入数据...

线程Thread-2写入数据完毕，等待其他线程写入完毕

线程Thread-0写入数据完毕，等待其他线程写入完毕

线程Thread-3写入数据完毕，等待其他线程写入完毕

线程Thread-1写入数据完毕，等待其他线程写入完毕

所有线程写入完毕，继续处理其他任务...

所有线程写入完毕，继续处理其他任务...

所有线程写入完毕，继续处理其他任务...

所有线程写入完毕，继续处理其他任务...

　　从上面输出结果可以看出，每个写入线程执行完写数据操作之后，就在等待其他线程写入操作完毕。

　　当所有线程线程写入操作完毕之后，所有线程就继续进行后续的操作了。

　　如果说想在所有线程写入操作完之后，进行额外的其他操作可以为CyclicBarrier提供Runnable参数：

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public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int N = 4;
        CyclicBarrier barrier  = new CyclicBarrier(N,new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("当前线程"+Thread.currentThread().getName());   
            }
        });
         
        for(int i=0;i<N;i++)
            new Writer(barrier).start();
    }
    static class Writer extends Thread{
        private CyclicBarrier cyclicBarrier;
        public Writer(CyclicBarrier cyclicBarrier) {
            this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
        }
 
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在写入数据...");
            try {
                Thread.sleep(5000);      //以睡眠来模拟写入数据操作
                System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"写入数据完毕，等待其他线程写入完毕");
                cyclicBarrier.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }catch(BrokenBarrierException e){
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("所有线程写入完毕，继续处理其他任务...");
        }
    }
}

　　运行结果：

线程Thread-0正在写入数据...

线程Thread-1正在写入数据...

线程Thread-2正在写入数据...

线程Thread-3正在写入数据...

线程Thread-0写入数据完毕，等待其他线程写入完毕

线程Thread-1写入数据完毕，等待其他线程写入完毕

线程Thread-2写入数据完毕，等待其他线程写入完毕

线程Thread-3写入数据完毕，等待其他线程写入完毕

当前线程Thread-3

所有线程写入完毕，继续处理其他任务...

所有线程写入完毕，继续处理其他任务...

所有线程写入完毕，继续处理其他任务...

所有线程写入完毕，继续处理其他任务...

　　从结果可以看出，当四个线程都到达barrier状态后，会从四个线程中选择一个线程去执行Runnable。

　　下面看一下为await指定时间的效果：

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public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int N = 4;
        CyclicBarrier barrier  = new CyclicBarrier(N);
         
        for(int i=0;i<N;i++) {
            if(i<N-1)
                new Writer(barrier).start();
            else {
                try {
                    Thread.sleep(5000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                new Writer(barrier).start();
            }
        }
    }
    static class Writer extends Thread{
        private CyclicBarrier cyclicBarrier;
        public Writer(CyclicBarrier cyclicBarrier) {
            this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
        }
 
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在写入数据...");
            try {
                Thread.sleep(5000);      //以睡眠来模拟写入数据操作
                System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"写入数据完毕，等待其他线程写入完毕");
                try {
                    cyclicBarrier.await(2000, TimeUnit.MILLISECONDS);
                } catch (TimeoutException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }catch(BrokenBarrierException e){
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"所有线程写入完毕，继续处理其他任务...");
        }
    }
}

　　执行结果：

线程Thread-0正在写入数据...

线程Thread-2正在写入数据...

线程Thread-1正在写入数据...

线程Thread-2写入数据完毕，等待其他线程写入完毕

线程Thread-0写入数据完毕，等待其他线程写入完毕

线程Thread-1写入数据完毕，等待其他线程写入完毕

线程Thread-3正在写入数据...

java.util.concurrent.TimeoutException

Thread-1所有线程写入完毕，继续处理其他任务...

Thread-0所有线程写入完毕，继续处理其他任务...

    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(Unknown Source)

    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(Unknown Source)

    at com.cxh.test1.Test$Writer.run(Test.java:58)

java.util.concurrent.BrokenBarrierException

    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(Unknown Source)

    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(Unknown Source)

    at com.cxh.test1.Test$Writer.run(Test.java:58)

java.util.concurrent.BrokenBarrierException

    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(Unknown Source)

    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(Unknown Source)

    at com.cxh.test1.Test$Writer.run(Test.java:58)

Thread-2所有线程写入完毕，继续处理其他任务...

java.util.concurrent.BrokenBarrierException

线程Thread-3写入数据完毕，等待其他线程写入完毕

    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(Unknown Source)

    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(Unknown Source)

    at com.cxh.test1.Test$Writer.run(Test.java:58)

Thread-3所有线程写入完毕，继续处理其他任务...

　　上面的代码在main方法的for循环中，故意让最后一个线程启动延迟，因为在前面三个线程都达到barrier之后，等待了指定的时间发现第四个线程还没有达到barrier，就抛出异常并继续执行后面的任务。

　　另外CyclicBarrier是可以重用的，看下面这个例子：

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public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int N = 4;
        CyclicBarrier barrier  = new CyclicBarrier(N);
         
        for(int i=0;i<N;i++) {
            new Writer(barrier).start();
        }
         
        try {
            Thread.sleep(25000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
         
        System.out.println("CyclicBarrier重用");
         
        for(int i=0;i<N;i++) {
            new Writer(barrier).start();
        }
    }
    static class Writer extends Thread{
        private CyclicBarrier cyclicBarrier;
        public Writer(CyclicBarrier cyclicBarrier) {
            this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
        }
 
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"正在写入数据...");
            try {
                Thread.sleep(5000);      //以睡眠来模拟写入数据操作
                System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"写入数据完毕，等待其他线程写入完毕");
             
                cyclicBarrier.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }catch(BrokenBarrierException e){
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"所有线程写入完毕，继续处理其他任务...");
        }
    }
}

　　执行结果：

线程Thread-0正在写入数据...

线程Thread-1正在写入数据...

线程Thread-3正在写入数据...

线程Thread-2正在写入数据...

线程Thread-1写入数据完毕，等待其他线程写入完毕

线程Thread-3写入数据完毕，等待其他线程写入完毕

线程Thread-2写入数据完毕，等待其他线程写入完毕

线程Thread-0写入数据完毕，等待其他线程写入完毕

Thread-0所有线程写入完毕，继续处理其他任务...

Thread-3所有线程写入完毕，继续处理其他任务...

Thread-1所有线程写入完毕，继续处理其他任务...

Thread-2所有线程写入完毕，继续处理其他任务...

CyclicBarrier重用

线程Thread-4正在写入数据...

线程Thread-5正在写入数据...

线程Thread-6正在写入数据...

线程Thread-7正在写入数据...

线程Thread-7写入数据完毕，等待其他线程写入完毕

线程Thread-5写入数据完毕，等待其他线程写入完毕

线程Thread-6写入数据完毕，等待其他线程写入完毕

线程Thread-4写入数据完毕，等待其他线程写入完毕

Thread-4所有线程写入完毕，继续处理其他任务...

Thread-5所有线程写入完毕，继续处理其他任务...

Thread-6所有线程写入完毕，继续处理其他任务...

Thread-7所有线程写入完毕，继续处理其他任务...

　　从执行结果可以看出，在初次的4个线程越过barrier状态后，又可以用来进行新一轮的使用。而CountDownLatch无法进行重复使用。

三.Semaphore用法

　　Semaphore翻译成字面意思为 信号量，Semaphore可以控同时访问的线程个数，通过 acquire() 获取一个许可，如果没有就等待，而 release() 释放一个许可。

　　Semaphore类位于java.util.concurrent包下，它提供了2个构造器：

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public Semaphore(int permits) {          //参数permits表示许可数目，即同时可以允许多少线程进行访问
    sync = new NonfairSync(permits);
}
public Semaphore(int permits, boolean fair) {    //这个多了一个参数fair表示是否是公平的，即等待时间越久的越先获取许可
    sync = (fair)? new FairSync(permits) : new NonfairSync(permits);
}

　　下面说一下Semaphore类中比较重要的几个方法，首先是acquire()、release()方法：

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public void acquire() throws InterruptedException {  }     //获取一个许可
public void acquire(int permits) throws InterruptedException { }    //获取permits个许可
public void release() { }          //释放一个许可
public void release(int permits) { }    //释放permits个许可

　　acquire()用来获取一个许可，若无许可能够获得，则会一直等待，直到获得许可。

　　release()用来释放许可。注意，在释放许可之前，必须先获获得许可。

　　这4个方法都会被阻塞，如果想立即得到执行结果，可以使用下面几个方法：

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public boolean tryAcquire() { };    //尝试获取一个许可，若获取成功，则立即返回true，若获取失败，则立即返回false
public boolean tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { };  //尝试获取一个许可，若在指定的时间内获取成功，则立即返回true，否则则立即返回false
public boolean tryAcquire(int permits) { }; //尝试获取permits个许可，若获取成功，则立即返回true，若获取失败，则立即返回false
public boolean tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { }; //尝试获取permits个许可，若在指定的时间内获取成功，则立即返回true，否则则立即返回false

　　另外还可以通过availablePermits()方法得到可用的许可数目。

　　下面通过一个例子来看一下Semaphore的具体使用：

　　假若一个工厂有5台机器，但是有8个工人，一台机器同时只能被一个工人使用，只有使用完了，其他工人才能继续使用。那么我们就可以通过Semaphore来实现：

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public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int N = 8;            //工人数
        Semaphore semaphore = new Semaphore(5); //机器数目
        for(int i=0;i<N;i++)
            new Worker(i,semaphore).start();
    }
     
    static class Worker extends Thread{
        private int num;
        private Semaphore semaphore;
        public Worker(int num,Semaphore semaphore){
            this.num = num;
            this.semaphore = semaphore;
        }
         
        @Override
        public void run() {
            try {
                semaphore.acquire();
                System.out.println("工人"+this.num+"占用一个机器在生产...");
                Thread.sleep(2000);
                System.out.println("工人"+this.num+"释放出机器");
                semaphore.release();           
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

　　执行结果：

工人0占用一个机器在生产...

工人1占用一个机器在生产...

工人2占用一个机器在生产...

工人4占用一个机器在生产...

工人5占用一个机器在生产...

工人0释放出机器

工人2释放出机器

工人3占用一个机器在生产...

工人7占用一个机器在生产...

工人4释放出机器

工人5释放出机器

工人1释放出机器

工人6占用一个机器在生产...

工人3释放出机器

工人7释放出机器

工人6释放出机器

　　

　　下面对上面说的三个辅助类进行一个总结：

　　1）CountDownLatch和CyclicBarrier都能够实现线程之间的等待，只不过它们侧重点不同：

　　　　CountDownLatch一般用于某个线程A等待若干个其他线程执行完任务之后，它才执行；

　　　　而CyclicBarrier一般用于一组线程互相等待至某个状态，然后这一组线程再同时执行；

　　　　另外，CountDownLatch是不能够重用的，而CyclicBarrier是可以重用的。

　　2）Semaphore其实和锁有点类似，它一般用于控制对某组资源的访问权限。

　　参考资料：

　　《Java编程思想》

　　http://www.itzhai.com/the-introduction-and-use-of-a-countdownlatch.html

　　http://leaver.me/archives/3220.html

　　http://developer.51cto.com/art/201403/432095.htm

　　http://blog.csdn.net/yanhandle/article/details/9016329

　　http://blog.csdn.net/cutesource/article/details/5780740

　　http://www.cnblogs.com/whgw/archive/2011/09/29/2195555.html

CountDwonLatch

是一个非常实用的多线程控制工具类，这个工具类通常用来控制线程等待，它可以让某个线程等待直到其它线程执行任务结束，在开始执行

public class CountDownLatchDemo implements Runnable {

private static CountDownLatch lock = new CountDownLatch(100);

private static CountDownLatchDemo task = new CountDownLatchDemo();

@Override

public void run() {

//模拟任务

try {

Thread.sleep(3);

System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName());

lock.countDown();

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(5);

for (int  i = 0; i < 100; ++i) {

service.submit(task);

}

lock.await();

System.out.println("主线程执行了");

service.shutdown();

}

}

 

代码第六行生成一个CountDwonLatch实例。计数量为100（有点类似与一组信号量）。在这段代码中这表示需要100个线程完成任务，等待在CountDwonLatch上的线程才能继续往下执行。最后的执行结果即主线程等待线程池中提交任务执行结束后，才会接着继续执行。那么就有一个疑问：当前情况是在拥有5个线程的线程池中提交了100个任务。即100个任务执行完成后，100个计数被消耗后，主线程才开始执行。这样看的话，CountDwonLatch中的计数数量就仅仅作为一个辅助的县城管理工具，每个线程执行一次，自身减一，只到计数量为0。如果是这样，那么使用单线程循环执行100次，同样可以达到相同的结果，下面编程验证：

 

 

 

public class CountDownLatchDemo2 implements Runnable {

private static CountDownLatchDemo2 task = new CountDownLatchDemo2();

private static CountDownLatch lock = new CountDownLatch(100);

@Override

public void run() {

try {

int i = 0;

while (i++ < 100) {

Thread.sleep(3);

System.out.println("线程:" + Thread.currentThread().getName());

lock.countDown();

}

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(1);

for (int  i = 0; i < 1; ++i) {

service.submit(task);

}

lock.await();

System.out.println("主线程执行了");

service.shutdown();

}

}

测试情况为在单线程的线程池中，提交了单次任务，在线程任务中，循环100次。经过测试发现，主线程同样是在线程池中线程任务执行完后，继续执行。
经过上面的测试，我们看以看出CountDwonLatch本身是一个不与线程耦合的计数器，每执行一次countDown()方法，计数器数量减一。直到减为0为止，等待在CountDwonLatch才会有执行机会。这样我们可以大胆的猜测，如果CountDwonLatch本身的计数器一旦被消耗完（即为0时），等待其上面的线程即获得了执行权，不在被阻塞。（经测试，确实是这样）。它本身只充当一个线程辅助工具类。

Semaphore

Semaphore当前在多线程环境下被扩放使用，操作系统的信号量是个很重要的概念，在进程控制方面都有应用。Java 并发库 的Semaphore 可以很轻松完成信号量控制，Semaphore可以控制某个资源可被同时访问的个数，通过 acquire() 获取一个许可，如果没有就等待，而 release() 释放一个许可。比如在Windows下可以设置共享文件的最大客户端访问个数。

Semaphore实现的功能就类似厕所有5个坑，假如有10个人要上厕所，那么同时只能有多少个人去上厕所呢？同时只能有5个人能够占用，当5个人中 的任何一个人让开后，其中等待的另外5个人中又有一个人可以占用了。另外等待的5个人中可以是随机获得优先机会，也可以是按照先来后到的顺序获得机会，这取决于构造Semaphore对象时传入的参数选项。单个信号量的Semaphore对象可以实现互斥锁的功能，并且可以是由一个线程获得了“锁”，再由另一个线程释放“锁”，这可应用于死锁恢复的一些场合。

Semaphore维护了当前访问的个数，提供同步机制，控制同时访问的个数。在数据结构中链表可以保存“无限”的节点，用Semaphore可以实现有限大小的链表。另外重入锁
ReentrantLock 也可以实现该功能，但实现上要复杂些。

下面的Demo中申明了一个只有5个许可的Semaphore，而有20个线程要访问这个资源，通过acquire()和release()获取和释放访问许可。

package
com.test;

import
java.util.concurrent.ExecutorService;

import
java.util.concurrent.Executors;

import
java.util.concurrent.Semaphore;

public
class TestSemaphore {

public static void
main(String[] args) {

// 线程池

ExecutorService exec =
Executors.newCachedThreadPool();

// 只能5个线程同时访问

final Semaphore semp = new
Semaphore(5);

// 模拟20个客户端访问

for (int index = 0;
index < 20; index++) {

final int NO = index;

Runnable run = new Runnable() {

public void run() {

try {

// 获取许可

semp.acquire();

System.out.println("Accessing: " + NO);

Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));

// 访问完后，释放

semp.release();

System.out.println("-----------------"+semp.availablePermits());

} catch (InterruptedException
e) {

e.printStackTrace();

}

}

};

exec.execute(run);

}

//
退出线程池

exec.shutdown();

}

}

执行结果如下：

Accessing:
0

Accessing:
1

Accessing:
3

Accessing:
4

Accessing:
2

-----------------0

Accessing:
6

-----------------1

Accessing:
7

-----------------1

Accessing:
8

-----------------1

Accessing:
10

-----------------1

Accessing:
9

-----------------1

Accessing:
5

-----------------1

Accessing:
12

-----------------1

Accessing:
11

-----------------1

Accessing:
13

-----------------1

Accessing:
14

-----------------1

Accessing:
15

-----------------1

Accessing:
16

-----------------1

Accessing:
17

-----------------1

Accessing:
18

-----------------1

Accessing:
19

CyclicBarrier

CyclicBarrier允许一组线程相互等待达到一个公共的障碍点。CyclicBarrier对于一组线程必须相互等待的场景很有用。比如有一组线程，都要往数据库里面写入操作，只有当所有的线程都往数据库里面写入数据之后，这些线程才能继续往下执行，这时候就可以使用CyclicBarrier了。当所有的等待线程释放之后,CyclicBarrier是可重用的。

CyclicBarrier有两个构造函数：

[cpp] view plain copy

public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)

[cpp] view plain copy

public CyclicBarrier(int parties)

参数parties指让多少个线程或者任务等待至barrier状态；参数barrierAction为当这些线程都达到barrier状态时会执行的内容。

对于CyclicBarrier来说，最重要的是await()方法：

[cpp] view plain copy

public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException

[cpp] view plain copy

public int await(long timeout, TimeUnit unit)

第一个版本比较常用，用来挂起当前线程，直至所有线程都到达barrier状态再同时执行后续任务；
第二个版本是让这些线程等待至一定的时间，如果还有线程没有到达barrier状态就直接让到达barrier的线程执行后续任务。

有一个需求：有几个同学约好一起去食堂吃饭，各自都从各自的宿舍出发，然后到宿舍楼下集合。当所有的人都到了宿舍楼下之后，再一起从宿舍楼下出发前往食堂吃饭。

下面看代码实现：

[cpp] view plain copy

package com.easyliu.java.demo.cyclicbarrier;

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;

import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

public class CyclicBarrierTest {

private static final int THREAD_NUMBER = 3;

private static CyclicBarrier sCyclicBarrier = new CyclicBarrier(

THREAD_NUMBER, new Runnable() {

@Override

public void run() {

System.out.println("大家都到达了宿舍楼下，一起出发吧。。。");

}

});

public static void main(String[] args) {

ExecutorService executorService = Executors

.newFixedThreadPool(THREAD_NUMBER);

for (int i = 0; i < THREAD_NUMBER; i++) {

executorService.execute(new WalkFromDomitoryToCanteenRunnable(

sCyclicBarrier, "同学" + i));

}

try {

Thread.sleep(10000);//主线程睡眠

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println("CyclicBarrier重用");

for (int i = THREAD_NUMBER; i < THREAD_NUMBER * 2; i++) {

executorService.execute(new WalkFromDomitoryToCanteenRunnable(

sCyclicBarrier, "同学" + i));

}

}

/**

* 从宿舍到食堂线程

*

* @author LiuYi

*

*/

public static class WalkFromDomitoryToCanteenRunnable implements Runnable {

private CyclicBarrier mCyclicBarrier;

private String mName;

public WalkFromDomitoryToCanteenRunnable(CyclicBarrier cyclicBarrier,

String name) {

this.mCyclicBarrier = cyclicBarrier;

this.mName = name;

}

@Override

public void run() {

System.out.println(mName + "开始从宿舍出发。。。");

try {

Thread.sleep(1000);

mCyclicBarrier.await();// 等待别同学

// 前往食堂

System.out.println(mName + "开始从宿舍楼下出发。。。");

Thread.sleep(1000);

System.out.println(mName + "达到食堂。。。");

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

} catch (BrokenBarrierException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

}

输出结果如下：

[cpp] view plain copy

同学1开始从宿舍出发。。。

同学0开始从宿舍出发。。。

同学2开始从宿舍出发。。。

大家都到达了宿舍楼下，一起出发吧。。。

同学1开始从宿舍楼下出发。。。

同学2开始从宿舍楼下出发。。。

同学0开始从宿舍楼下出发。。。

同学0达到食堂。。。

同学1达到食堂。。。

同学2达到食堂。。。

CyclicBarrier重用

同学3开始从宿舍出发。。。

同学5开始从宿舍出发。。。

同学4开始从宿舍出发。。。

大家都到达了宿舍楼下，一起出发吧。。。

同学5开始从宿舍楼下出发。。。

同学4开始从宿舍楼下出发。。。

同学3开始从宿舍楼下出发。。。

同学4达到食堂。。。

同学3达到食堂。。。

同学5达到食堂。。。

从输出结果可以看出实现了我们想要的效果，并且实现了CyclicBarrier的重用，因为初始化CyclicBarrier的时候只设置了让三个线程等待至barrier状态，也就是当有三个同学到达了宿舍楼下之后，就一起走。剩下的三个同学一起走。

CountDownLatch和CyclicBarrier都能够实现线程之间的等待，只不过它们侧重点不同：
CountDownLatch一般用于某个线程A等待若干个其他线程执行完任务之后，它才执行；
而CyclicBarrier一般用于一组线程互相等待至某个状态，然后这一组线程再同时执行；
另外，CountDownLatch是不能够重用的，而CyclicBarrier是可以重用的。

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