Java 并发专题 ： CyclicBarrier 打造一个安全的门禁系统

继续并发专题~

这次介绍CyclicBarrier：看一眼API的注释：

/**
 * A synchronization aid that allows a set of threads to all wait for
 * each other to reach a common barrier point.  CyclicBarriers are
 * useful in programs involving a fixed sized party of threads that
 * must occasionally wait for each other. The barrier is called
 * <em>cyclic</em> because it can be re-used after the waiting threads
 * are released.

大概意思：一个让一组线程同时阻塞到一个位置的同步辅助类。在包含固定线程且线程间必须相互等待的场景中非常有用。cyclic的意思是CyclicBarrier当等待的线程全部释放之后，可以重复使用。（英语水平就这样了。。。。）

CyclicBarrier 类似一个闸门，指定数目的线程都必须到达这个闸门，闸门才会打开。

下面使用CyclicBarrier模拟一个门禁系统：

需求是这样的：到放学时间，所有的学生必须刷卡，然后人数齐了自动开门，统一回家。这个需求刚刚的，避免了把部分孩子丢在学校发生危险，特别是幼儿园或者小学生~~

package com.zhy.concurrency.cyclic;
 
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
 
/**
 * 安全的门禁系统
 *
 * @author zhy
 *
 */
public class CyclicBarrierTest
{
 
	/**
	 * 学生总数
	 */
	private final int STUDENT_COUNT = 10;
 
	/**
	 * 当人到齐，自动开门程序
	 */
	final CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(STUDENT_COUNT,
			new Runnable()
			{
				@Override
				public void run()
				{
					System.out.println("人到齐了，开门....");
				}
			});
 
	public void goHome() throws InterruptedException, BrokenBarrierException
	{
		System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "已刷卡，等待开门回家~");
		barrier.await();
		System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "放学回家~");
	}
 
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException,
			BrokenBarrierException
	{
 
		final CyclicBarrierTest instance = new CyclicBarrierTest();
 
		/**
		 * 每个线程代表一个学生
		 */
		for (int i = 0; i < instance.STUDENT_COUNT; i++)
		{
			new Thread("学生" + i +"  " )
			{
				public void run()
				{
 
					try
					{
						instance.goHome();
					} catch (InterruptedException e)
					{
						e.printStackTrace();
					} catch (BrokenBarrierException e)
					{
						e.printStackTrace();
					}
 
				};
 
			}.start();
		}
 
	}
}

输出结果：

学生1  已刷卡，等待开门回家~
学生3  已刷卡，等待开门回家~
学生5  已刷卡，等待开门回家~
学生9  已刷卡，等待开门回家~
学生7  已刷卡，等待开门回家~
学生0  已刷卡，等待开门回家~
学生2  已刷卡，等待开门回家~
学生6  已刷卡，等待开门回家~
学生8  已刷卡，等待开门回家~
学生4  已刷卡，等待开门回家~
人到齐了，开门....
学生4  放学回家~
学生1  放学回家~
学生3  放学回家~
学生5  放学回家~
学生9  放学回家~
学生2  放学回家~
学生6  放学回家~
学生0  放学回家~
学生7  放学回家~
学生8  放学回家~

哈哈，如果哪个幼儿园用了这么一套系统，孩子应该不会丢学校了吧，，，，开玩笑了；；

CyclicBarrier把所有的线程都阻塞在一个阀门位置，然后等到等待的线程数到达预设的值，就打开这个阀门。记得是阻塞线程，不是阻塞操作，在同一个线程使劲掉await是没什么效果的。

上面的例子显示了CyclicBarrier的基本用法，但是cyclic的功能并没有显示出来，既然注释中讲了，我们有必要来个例子看看：

我们改造下我们的门禁，毕竟刷卡好不现实，现在需求是这样的：学生一个人走太危险，现在门卫放学在门口守着，让学生3个一组的走。

package com.zhy.concurrency.cyclic;
 
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
 
/**
 * 改造后的门禁系统
 *
 * @author zhy
 *
 */
public class CyclicBarrierTest2
{
 
	/**
	 * 学生总数
	 */
	private final int STUDENT_COUNT = 12;
 
	/**
	 * 每3个人一组出门
	 */
	final CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3,
			new Runnable()
			{
				@Override
				public void run()
				{
					System.out.println("有3个学生到齐了，放行....");
				}
			});
 
	public void goHome() throws InterruptedException, BrokenBarrierException
	{
		System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "已刷卡，等待开门回家~");
		barrier.await();
	}
 
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException,
			BrokenBarrierException
	{
 
		final CyclicBarrierTest2 instance = new CyclicBarrierTest2();
 
		/**
		 * 每个线程代表一个学生
		 */
		for (int i = 0; i < instance.STUDENT_COUNT; i++)
		{
			new Thread("学生" + i +"  " )
			{
				public void run()
				{
 
					try
					{
						instance.goHome();
					} catch (InterruptedException e)
					{
						e.printStackTrace();
					} catch (BrokenBarrierException e)
					{
						e.printStackTrace();
					}
 
				};
 
			}.start();
		}
 
	}
}

输出结果：

学生0  已刷卡，等待开门回家~
学生1  已刷卡，等待开门回家~
学生2  已刷卡，等待开门回家~
有3个学生到齐了，放行....
学生3  已刷卡，等待开门回家~
学生5  已刷卡，等待开门回家~
学生7  已刷卡，等待开门回家~
有3个学生到齐了，放行....
学生4  已刷卡，等待开门回家~
学生9  已刷卡，等待开门回家~
学生6  已刷卡，等待开门回家~
有3个学生到齐了，放行....
学生11  已刷卡，等待开门回家~
学生10  已刷卡，等待开门回家~
学生8  已刷卡，等待开门回家~
有3个学生到齐了，放行....

这个例子充分的体现了CyclicBarrier的复用性，是吧，这样的系统或许更实在些，0成本~哈哈~。

好了，有兴趣的欢迎留言、