1、引入循环栅栏CyclicBarrier
CyclicBarrier是另外一种多线程并发控制工具。和CountDownLatch非常类似,它也可以实现线程间的计数等待,但它的功能比CountDownLatch更加复杂且强大。
CyclicBarrier是用来阻止线程继续执行,要求线程在此处等待。前面Cyclic意为循环,也就是说这个计数器可以循环使用。比如,假设将计数器设置为10,那么凑齐第一批10个线程后,计数器就会归0,然后接着凑齐下一批10个线程,这就是循环栅栏的内在含义。
CyclicBarrier的使用场景也很丰富。比如,司令下达命令,要求10个士兵一起去完成一项任务。这时,就会要求10个士兵先集合报道,接着,一起雄赳赳气昂昂地去执行任务。当10个士兵把自己手头的任务都执行完成了,那么司令才能对外宣布,任务完成。
比CountDownLatch略微强大一些,CyclicBarrier可以接收一个参数作为barrierAction。所谓barrierAction就是当计数器一次计数完成后,系统会执行的动作。如下构造函数,其中,parties表示技术总数,也就是参与的线程总数。
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)
3、使用CyclicBarrier演示上述司令士兵完成任务的场景
演示代码如下:
public class CyclicBarrierDemo
{
public static class Soldier implements Runnable
{
private String soldier;
private final CyclicBarrier cyclic;
public Soldier(CyclicBarrier cyclic, String soldierNome)
{
this.cyclic = cyclic;
this.soldier = soldierNome;
}
@Override
public void run()
{
try
{
//等待所有士兵到齐
cyclic.await();
doWork();
//等待所有士兵完成工作
cyclic.await();
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
catch (BrokenBarrierException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
public void doWork()
{
try
{
Thread.sleep(Math.abs(new Random().nextInt() % 10000));
}
catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
}
System.out.println(soldier + ":任务完成");
}
}
public static class BarrierRun implements Runnable
{
private boolean flag;
private int N;
public BarrierRun(boolean flag, int N)
{
this.flag = flag;
this.N = N;
}
@Override
public void run()
{
if (flag)
{
System.out.println("司令:[士兵]" + N +"个,任务完成!]");
}
else
{
System.out.println("司令:[士兵]" + N +"个,集合完毕!]");
flag = true;
}
}
}
public static void main(String[] args)
{
final int N = 10;
Thread[] allSoldier = new Thread[N];
boolean flag = false;
CyclicBarrier cyclic = new CyclicBarrier(N, new BarrierRun(flag, N));
//设置屏障,主要是为了执行这个方法
System.out.println("集合队伍!");
for (int i = 0; i < N; ++i)
{
System.out.println("士兵 " + i + " 报道!");
allSoldier[i] = new Thread(new Soldier(cyclic, "士兵" + i));
allSoldier[i].start();
}
}
}
上述代码中,创建了一个CyclicBarrier实例,,将计数器设置为10,并要求在计数器达到指标时,执行BarrierRun中的run()方法。每一个士兵线程都会执行Soldier中的run()方法。当第一次调用 cyclic.await()时,每一个士兵线程都会等待,直到所有的士兵都集合完毕。集合完毕后,意味着CyclicBarrier的一次计数完成,当再一次调用cyclic.await()时,会进行下一次计数。第二次调用cyclic.await()是为了监控所有的士兵是否都已经完成任务。一旦完成任务,BarrierRun中的run()方法就会被调用,打印出如下信息:
整个工作过程的图示如下:
CyclicBarrier.await()方法可能会抛出两个异常。一个是InterruptedException,也就是在等待过程中,线程被中断。大部分迫使线程等待的方法都可能会抛出这个异常,使得线程在等待时依然可以响应外部紧急事件。另一个异常则是CyclicBarrier特有的BrokenBarrierException。一旦遇到这个异常,则表示当前的CyclicBarrier已经破损了,可能系统已经没有办法等待所有线程到齐了。如果继续等待,可能没有任何意义,因此还是就地解散,打道回府把!在上述代码的 allSoldier[i].start()后面添加如下代码:
if(i == 5)
{
allSoldier[0].interrupt();
}
如果这样做,就很可能会得到一个InterruptedException和9个BrokenBarrierException。这个InterruptedException就是被中断线程抛出的。而其他9个BrokenBarrierException,则是等待当前CyclicBarrier上的线程抛出的。这个异常可以避免其他9个线程进行永久的,无谓的等待(因为其中一个线程已经被中断了,等待是没有结果的)。