原创

java高并发系列 - 第17天:JUC中的循环栅栏CyclicBarrier,6个示例玩转它

这是java高并发系列第17篇。

本文主要内容:

  1. 介绍CyclicBarrier
  2. 6个示例介绍CyclicBarrier的使用
  3. 对比CyclicBarrier和CountDownLatch

CyclicBarrier简介

CyclicBarrier通常称为循环屏障。它和CountDownLatch很相似,都可以使线程先等待然后再执行。不过CountDownLatch是使一批线程等待另一批线程执行完后再执行;而CyclicBarrier只是使等待的线程达到一定数目后再让它们继续执行。故而CyclicBarrier内部也有一个计数器,计数器的初始值在创建对象时通过构造参数指定,如下所示:

public CyclicBarrier(int parties) {
    this(parties, null);
}

每调用一次await()方法都将使阻塞的线程数+1,只有阻塞的线程数达到设定值时屏障才会打开,允许阻塞的所有线程继续执行。除此之外,CyclicBarrier还有几点需要注意的地方:

  • CyclicBarrier的计数器可以重置而CountDownLatch不行,这意味着CyclicBarrier实例可以被重复使用而CountDownLatch只能被使用一次。而这也是循环屏障循环二字的语义所在。
  • CyclicBarrier允许用户自定义barrierAction操作,这是个可选操作,可以在创建CyclicBarrier对象时指定
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {
    if (parties <= 0) throw new IllegalArgumentException();
    this.parties = parties;
    this.count = parties;
    this.barrierCommand = barrierAction;
}

一旦用户在创建CyclicBarrier对象时设置了barrierAction参数,则在阻塞线程数达到设定值屏障打开前,会调用barrierAction的run()方法完成用户自定义的操作。

示例1:简单使用CyclicBarrier

公司组织旅游,大家都有经历过,10个人,中午到饭点了,需要等到10个人都到了才能开饭,先到的人坐那等着,代码如下:

package com.itsoku.chat15;

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 微信公众号:javacode2018,获取年薪50万java课程
 */
public class Demo1 {
    public static CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(10);

    public static class T extends Thread {
        int sleep;

        public T(String name, int sleep) {
            super(name);
            this.sleep = sleep;
        }

        @Override
        public void run() {
            try {
                //模拟休眠
                TimeUnit.SECONDS.sleep(sleep);
                long starTime = System.currentTimeMillis();
                //调用await()的时候,当前线程将会被阻塞,需要等待其他员工都到达await了才能继续
                cyclicBarrier.await();
                long endTime = System.currentTimeMillis();
                System.out.println(this.getName() + ",sleep:" + this.sleep + " 等待了" + (endTime - starTime) + "(ms),开始吃饭了!");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            new T("员工" + i, i).start();
        }
    }
}

输出:

员工1,sleep:1 等待了9000(ms),开始吃饭了!
员工9,sleep:9 等待了1000(ms),开始吃饭了!
员工8,sleep:8 等待了2001(ms),开始吃饭了!
员工7,sleep:7 等待了3001(ms),开始吃饭了!
员工6,sleep:6 等待了4001(ms),开始吃饭了!
员工4,sleep:4 等待了6000(ms),开始吃饭了!
员工5,sleep:5 等待了5000(ms),开始吃饭了!
员工10,sleep:10 等待了0(ms),开始吃饭了!
员工2,sleep:2 等待了7999(ms),开始吃饭了!
员工3,sleep:3 等待了7000(ms),开始吃饭了!

代码中模拟了10个员工上桌吃饭的场景,等待所有员工都到齐了才能开发,可以看到第10个员工最慢,前面的都在等待第10个员工,员工1等待了9秒,上面代码中调用cyclicBarrier.await();会让当前线程等待。当10个员工都调用了cyclicBarrier.await();之后,所有处于等待中的员工都会被唤醒,然后继续运行。

示例2:重复使用CyclicBarrier

对示例1进行改造一下,吃饭完毕之后,所有人都去车上,待所有人都到车上之后,驱车去下一景点玩。

package com.itsoku.chat15;

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
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 */
public class Demo2 {
    public static CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(10);

    public static class T extends Thread {
        int sleep;

        public T(String name, int sleep) {
            super(name);
            this.sleep = sleep;
        }

        //等待吃饭
        void eat() {
            try {
                //模拟休眠
                TimeUnit.SECONDS.sleep(sleep);
                long starTime = System.currentTimeMillis();
                //调用await()的时候,当前线程将会被阻塞,需要等待其他员工都到达await了才能继续
                cyclicBarrier.await();
                long endTime = System.currentTimeMillis();
                System.out.println(this.getName() + ",sleep:" + this.sleep + " 等待了" + (endTime - starTime) + "(ms),开始吃饭了!");

                //休眠sleep时间,模拟当前员工吃饭耗时
                TimeUnit.SECONDS.sleep(sleep);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        //等待所有人到齐之后,开车去下一站
        void drive() {
            try {
                long starTime = System.currentTimeMillis();
                //调用await()的时候,当前线程将会被阻塞,需要等待其他员工都到达await了才能继续
                cyclicBarrier.await();
                long endTime = System.currentTimeMillis();
                System.out.println(this.getName() + ",sleep:" + this.sleep + " 等待了" + (endTime - starTime) + "(ms),去下一景点的路上!");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        @Override
        public void run() {
            //等待所有人到齐之后吃饭,先到的人坐那等着,什么事情不要干
            this.eat();
            //等待所有人到齐之后开车去下一景点,先到的人坐那等着,什么事情不要干
            this.drive();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            new T("员工" + i, i).start();
        }
    }
}

输出:

员工10,sleep:10 等待了0(ms),开始吃饭了!
员工5,sleep:5 等待了5000(ms),开始吃饭了!
员工6,sleep:6 等待了4000(ms),开始吃饭了!
员工9,sleep:9 等待了1001(ms),开始吃饭了!
员工4,sleep:4 等待了6000(ms),开始吃饭了!
员工3,sleep:3 等待了7000(ms),开始吃饭了!
员工1,sleep:1 等待了9001(ms),开始吃饭了!
员工2,sleep:2 等待了8000(ms),开始吃饭了!
员工8,sleep:8 等待了2001(ms),开始吃饭了!
员工7,sleep:7 等待了3000(ms),开始吃饭了!
员工10,sleep:10 等待了0(ms),去下一景点的路上!
员工1,sleep:1 等待了8998(ms),去下一景点的路上!
员工5,sleep:5 等待了4999(ms),去下一景点的路上!
员工4,sleep:4 等待了5999(ms),去下一景点的路上!
员工3,sleep:3 等待了6998(ms),去下一景点的路上!
员工2,sleep:2 等待了7998(ms),去下一景点的路上!
员工9,sleep:9 等待了999(ms),去下一景点的路上!
员工8,sleep:8 等待了1999(ms),去下一景点的路上!
员工7,sleep:7 等待了2999(ms),去下一景点的路上!
员工6,sleep:6 等待了3999(ms),去下一景点的路上!

坑,又是员工10最慢,要提升效率了,不能吃的太多,得减肥。

代码中CyclicBarrier相当于使用了2次,第一次用于等待所有人到达后开饭,第二次用于等待所有人上车后驱车去下一景点。注意一些先到的员工会在其他人到达之前,都处于等待状态(cyclicBarrier.await();会让当前线程阻塞),无法干其他事情,等到最后一个人到了会唤醒所有人,然后继续。

CyclicBarrier内部相当于有个计数器(构造方法传入的),每次调用await();后,计数器会减1,并且await()方法会让当前线程阻塞,等待计数器减为0的时候,所有在await()上等待的线程被唤醒,然后继续向下执行,此时计数器又会被还原为创建时的值,然后可以继续再次使用。

示例3:最后到的人给大家上酒,然后开饭

还是示例1中的例子,员工10是最后到达的,让所有人都久等了,那怎么办,得给所有人倒酒,然后开饭,代码如下:

package com.itsoku.chat15;

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 微信公众号:javacode2018,获取年薪50万java课程
 */
public class Demo3 {
    public static CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(10, () -> {
        //模拟倒酒,花了2秒,又得让其他9个人等2秒
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "说,不好意思,让大家久等了,给大家倒酒赔罪!");
    });

    public static class T extends Thread {
        int sleep;

        public T(String name, int sleep) {
            super(name);
            this.sleep = sleep;
        }

        @Override
        public void run() {
            try {
                //模拟休眠
                TimeUnit.SECONDS.sleep(sleep);
                long starTime = System.currentTimeMillis();
                //调用await()的时候,当前线程将会被阻塞,需要等待其他员工都到达await了才能继续
                cyclicBarrier.await();
                long endTime = System.currentTimeMillis();
                System.out.println(this.getName() + ",sleep:" + this.sleep + " 等待了" + (endTime - starTime) + "(ms),开始吃饭了!");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            new T("员工" + i, i).start();
        }
    }
}

输出:

员工10说,不好意思,让大家久等了,给大家倒酒赔罪!
员工10,sleep:10 等待了2000(ms),开始吃饭了!
员工1,sleep:1 等待了11000(ms),开始吃饭了!
员工2,sleep:2 等待了10000(ms),开始吃饭了!
员工5,sleep:5 等待了7000(ms),开始吃饭了!
员工7,sleep:7 等待了5000(ms),开始吃饭了!
员工9,sleep:9 等待了3000(ms),开始吃饭了!
员工4,sleep:4 等待了8000(ms),开始吃饭了!
员工3,sleep:3 等待了9001(ms),开始吃饭了!
员工8,sleep:8 等待了4001(ms),开始吃饭了!
员工6,sleep:6 等待了6001(ms),开始吃饭了!

代码中创建CyclicBarrier对象时,多传入了一个参数(内部是倒酒操作),先到的人先等待,待所有人都到齐之后,需要先给大家倒酒,然后唤醒所有等待中的人让大家开饭。从输出结果中我们发现,倒酒操作是由最后一个人操作的,最后一个人倒酒完毕之后,才唤醒所有等待中的其他员工,让大家开饭。

示例4:其中一个人等待中被打断了

员工5等待中,突然接了个电话,有点急事,然后就拿起筷子开吃了,其他人会怎么样呢?看着他吃么?

代码如下:

package com.itsoku.chat15;

import java.sql.Time;
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 微信公众号:javacode2018,获取年薪50万java课程
 */
public class Demo4 {
    public static CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(10);

    public static class T extends Thread {
        int sleep;

        public T(String name, int sleep) {
            super(name);
            this.sleep = sleep;
        }

        @Override
        public void run() {
            long starTime = 0, endTime = 0;
            try {
                //模拟休眠
                TimeUnit.SECONDS.sleep(sleep);
                starTime = System.currentTimeMillis();
                //调用await()的时候,当前线程将会被阻塞,需要等待其他员工都到达await了才能继续
                System.out.println(this.getName() + "到了!");
                cyclicBarrier.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            endTime = System.currentTimeMillis();
            System.out.println(this.getName() + ",sleep:" + this.sleep + " 等待了" + (endTime - starTime) + "(ms),开始吃饭了!");
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            int sleep = 0;
            if (i == 10) {
                sleep = 10;
            }
            T t = new T("员工" + i, sleep);
            t.start();
            if (i == 5) {
                //模拟员工5接了个电话,将自己等待吃饭给打断了
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                System.out.println(t.getName() + ",有点急事,我先开干了!");
                t.interrupt();
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            }
        }
    }
}

输出:

员工4到了!
员工3到了!
员工5到了!
员工1到了!
员工2到了!
员工5,有点急事,我先开干了!
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
员工1,sleep:0 等待了1001(ms),开始吃饭了!
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:250)
员工3,sleep:0 等待了1001(ms),开始吃饭了!
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:362)
员工4,sleep:0 等待了1001(ms),开始吃饭了!
    at com.itsoku.chat15.Demo4$T.run(Demo4.java:31)
员工2,sleep:0 等待了1001(ms),开始吃饭了!
员工5,sleep:0 等待了1002(ms),开始吃饭了!
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:250)
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:362)
    at com.itsoku.chat15.Demo4$T.run(Demo4.java:31)
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:250)
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:362)
    at com.itsoku.chat15.Demo4$T.run(Demo4.java:31)
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:250)
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:362)
    at com.itsoku.chat15.Demo4$T.run(Demo4.java:31)
java.lang.InterruptedException
    at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject.reportInterruptAfterWait(AbstractQueuedSynchronizer.java:2014)
    at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject.await(AbstractQueuedSynchronizer.java:2048)
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:234)
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:362)
    at com.itsoku.chat15.Demo4$T.run(Demo4.java:31)
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:207)
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:362)
    at com.itsoku.chat15.Demo4$T.run(Demo4.java:31)
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
员工6到了!
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:207)
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:362)
员工9到了!
    at com.itsoku.chat15.Demo4$T.run(Demo4.java:31)
员工8到了!
员工7到了!
员工6,sleep:0 等待了0(ms),开始吃饭了!
员工7,sleep:0 等待了1(ms),开始吃饭了!
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:207)
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:362)
    at com.itsoku.chat15.Demo4$T.run(Demo4.java:31)
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:207)
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:362)
    at com.itsoku.chat15.Demo4$T.run(Demo4.java:31)
员工8,sleep:0 等待了1(ms),开始吃饭了!
员工9,sleep:0 等待了1(ms),开始吃饭了!
Disconnected from the target VM, address: '127.0.0.1:64413', transport: 'socket'
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:207)
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:362)
    at com.itsoku.chat15.Demo4$T.run(Demo4.java:31)
员工10到了!
员工10,sleep:10 等待了0(ms),开始吃饭了!

输出的信息看着有点乱,给大家理一理,员工5遇到急事,拿起筷子就是吃,这样好么,当然不好,他这么做了,后面看他这么做了都跟着这么做(这种场景是不是很熟悉,有一个人拿起筷子先吃起来,其他人都跟着上了),直接不等其他人了,拿起筷子就开吃了。CyclicBarrier遇到这种情况就是这么处理的。前面4个员工都在await()处等待着,员工5也在await()上等待着,等了1秒(TimeUnit.SECONDS.sleep(1);),接了个电话,然后给员工5发送中断信号后(t.interrupt();),员工5的await()方法会触发InterruptedException异常,此时其他等待中的前4个员工,看着5开吃了,自己立即也不等了,内部从await()方法中触发BrokenBarrierException异常,然后也开吃了,后面的6/7/8/9/10员工来了以后发现大家都开吃了,自己也不等了,6-10员工调用await()直接抛出了BrokenBarrierException异常,然后继续向下。

结论:

  1. 内部有一个人把规则破坏了(接收到中断信号),其他人都不按规则来了,不会等待了
  2. 接收到中断信号的线程,await方法会触发InterruptedException异常,然后被唤醒向下运行
  3. 其他等待中 或者后面到达的线程,会在await()方法上触发BrokenBarrierException异常,然后继续执行

示例5:其中一个人只愿意等待5秒

基于示例1,员工1只愿意等的5秒,5s后如果大家还没到期,自己要开吃了,员工1开吃了,其他人会怎么样呢?

package com.itsoku.chat15;

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.TimeoutException;

/**
 * 微信公众号:javacode2018,获取年薪50万java课程
 */
public class Demo5 {
    public static CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(10);

    public static class T extends Thread {
        int sleep;

        public T(String name, int sleep) {
            super(name);
            this.sleep = sleep;
        }

        @Override
        public void run() {
            long starTime = 0, endTime = 0;
            try {
                //模拟休眠
                TimeUnit.SECONDS.sleep(sleep);
                starTime = System.currentTimeMillis();
                //调用await()的时候,当前线程将会被阻塞,需要等待其他员工都到达await了才能继续
                System.out.println(this.getName() + "到了!");
                if (this.getName().equals("员工1")) {
                    cyclicBarrier.await(5, TimeUnit.SECONDS);
                } else {
                    cyclicBarrier.await();
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (TimeoutException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            endTime = System.currentTimeMillis();
            System.out.println(this.getName() + ",sleep:" + this.sleep + " 等待了" + (endTime - starTime) + "(ms),开始吃饭了!");
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            T t = new T("员工" + i, i);
            t.start();
        }
    }
}

输出:

员工1到了!
员工2到了!
员工3到了!
员工4到了!
员工5到了!
员工6到了!
员工1,sleep:1 等待了5001(ms),开始吃饭了!
员工5,sleep:5 等待了1001(ms),开始吃饭了!
java.util.concurrent.TimeoutException
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:257)
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:435)
    at com.itsoku.chat15.Demo5$T.run(Demo5.java:32)
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:250)
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:362)
    at com.itsoku.chat15.Demo5$T.run(Demo5.java:34)
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:207)
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:362)
    at com.itsoku.chat15.Demo5$T.run(Demo5.java:34)
员工6,sleep:6 等待了2(ms),开始吃饭了!
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
员工2,sleep:2 等待了4002(ms),开始吃饭了!
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:250)
员工3,sleep:3 等待了3001(ms),开始吃饭了!
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:362)
员工4,sleep:4 等待了2001(ms),开始吃饭了!
    at com.itsoku.chat15.Demo5$T.run(Demo5.java:34)
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:250)
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:362)
    at com.itsoku.chat15.Demo5$T.run(Demo5.java:34)
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:250)
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:362)
    at com.itsoku.chat15.Demo5$T.run(Demo5.java:34)
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
员工7到了!
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:207)
员工7,sleep:7 等待了0(ms),开始吃饭了!
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:362)
    at com.itsoku.chat15.Demo5$T.run(Demo5.java:34)
员工8到了!
员工8,sleep:8 等待了0(ms),开始吃饭了!
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:207)
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:362)
    at com.itsoku.chat15.Demo5$T.run(Demo5.java:34)
员工9到了!
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
员工9,sleep:9 等待了0(ms),开始吃饭了!
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:207)
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:362)
    at com.itsoku.chat15.Demo5$T.run(Demo5.java:34)
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
员工10到了!
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:207)
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:362)
员工10,sleep:10 等待了0(ms),开始吃饭了!
    at com.itsoku.chat15.Demo5$T.run(Demo5.java:34)

从输出结果中我们可以看到:1等待5秒之后,开吃了,其他等待人都开吃了,后面来的人不等待,直接开吃了。

员工1调用有参await方法等待5秒之后,触发了TimeoutException异常,然后继续向下运行,其他的在5开吃之前已经等了一会的的几个员工,他们看到5开吃了,自己立即不等待了,也开吃了(他们的await抛出了BrokenBarrierException异常);还有几个员工在5开吃之后到达的,他们直接不等待了,直接抛出BrokenBarrierException异常,然后也开吃了。

结论:

  1. 等待超时的方法
    public int await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException,BrokenBarrierException,TimeoutException
    
  2. 内部有一个人把规则破坏了(等待超时),其他人都不按规则来了,不会等待了
  3. 等待超时的线程,await方法会触发TimeoutException异常,然后被唤醒向下运行
  4. 其他等待中或者后面到达的线程,会在await()方法上触发BrokenBarrierException异常,然后继续执行

示例6:重建规则

示例5中改造一下,员工1等待5秒超时之后,开吃了,打破了规则,先前等待中的以及后面到达的都不按规则来了,都拿起筷子开吃。过了一会,导游重新告知大家,要按规则来,然后重建了规则,大家都按规则来了。

代码如下:

package com.itsoku.chat15;

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.TimeoutException;

/**
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 */
public class Demo6 {
    public static CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(10);

    //规则是否已重建
    public static boolean guizhe = false;

    public static class T extends Thread {
        int sleep;

        public T(String name, int sleep) {
            super(name);
            this.sleep = sleep;
        }

        @Override
        public void run() {
            long starTime = 0, endTime = 0;
            try {
                //模拟休眠
                TimeUnit.SECONDS.sleep(sleep);
                starTime = System.currentTimeMillis();
                //调用await()的时候,当前线程将会被阻塞,需要等待其他员工都到达await了才能继续
                System.out.println(this.getName() + "到了!");
                if (!guizhe) {
                    if (this.getName().equals("员工1")) {
                        cyclicBarrier.await(5, TimeUnit.SECONDS);
                    } else {
                        cyclicBarrier.await();
                    }
                } else {
                    cyclicBarrier.await();

                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (TimeoutException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            endTime = System.currentTimeMillis();
            System.out.println(this.getName() + ",sleep:" + this.sleep + " 等待了" + (endTime - starTime) + "(ms),开始吃饭了!");
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            T t = new T("员工" + i, i);
            t.start();
        }

        //等待10秒之后,重置,重建规则
        TimeUnit.SECONDS.sleep(15);
        cyclicBarrier.reset();
        guizhe = true;
        System.out.println("---------------大家太皮了,请大家按规则来------------------");
        //再来一次
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            T t = new T("员工" + i, i);
            t.start();
        }
    }
}

输出:

员工1到了!
员工2到了!
员工3到了!
员工4到了!
员工5到了!
java.util.concurrent.TimeoutException
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:257)
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:435)
    at com.itsoku.chat15.Demo6$T.run(Demo6.java:36)
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:250)
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:362)
    at com.itsoku.chat15.Demo6$T.run(Demo6.java:38)
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:250)
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:362)
    at com.itsoku.chat15.Demo6$T.run(Demo6.java:38)
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:250)
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:362)
    at com.itsoku.chat15.Demo6$T.run(Demo6.java:38)
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:250)
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:362)
    at com.itsoku.chat15.Demo6$T.run(Demo6.java:38)
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:250)
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:362)
    at com.itsoku.chat15.Demo6$T.run(Demo6.java:38)
员工6到了!
员工1,sleep:1 等待了5002(ms),开始吃饭了!
员工6,sleep:6 等待了4(ms),开始吃饭了!
员工4,sleep:4 等待了2004(ms),开始吃饭了!
员工5,sleep:5 等待了1004(ms),开始吃饭了!
员工3,sleep:3 等待了3002(ms),开始吃饭了!
员工2,sleep:2 等待了4004(ms),开始吃饭了!
员工7到了!
员工7,sleep:7 等待了0(ms),开始吃饭了!
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:207)
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:362)
    at com.itsoku.chat15.Demo6$T.run(Demo6.java:38)
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:207)
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:362)
    at com.itsoku.chat15.Demo6$T.run(Demo6.java:38)
员工8到了!
员工8,sleep:8 等待了0(ms),开始吃饭了!
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
员工9到了!
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:207)
员工9,sleep:9 等待了0(ms),开始吃饭了!
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:362)
    at com.itsoku.chat15.Demo6$T.run(Demo6.java:38)
java.util.concurrent.BrokenBarrierException
员工10到了!
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.dowait(CyclicBarrier.java:207)
员工10,sleep:10 等待了0(ms),开始吃饭了!
    at java.util.concurrent.CyclicBarrier.await(CyclicBarrier.java:362)
    at com.itsoku.chat15.Demo6$T.run(Demo6.java:38)
---------------大家太皮了,请大家按规则来------------------
员工1到了!
员工2到了!
员工3到了!
员工4到了!
员工5到了!
员工6到了!
员工7到了!
员工8到了!
员工9到了!
员工10到了!
员工10,sleep:10 等待了0(ms),开始吃饭了!
员工1,sleep:1 等待了9000(ms),开始吃饭了!
员工2,sleep:2 等待了8000(ms),开始吃饭了!
员工3,sleep:3 等待了6999(ms),开始吃饭了!
员工7,sleep:7 等待了3000(ms),开始吃饭了!
员工6,sleep:6 等待了4000(ms),开始吃饭了!
员工5,sleep:5 等待了5000(ms),开始吃饭了!
员工4,sleep:4 等待了6000(ms),开始吃饭了!
员工9,sleep:9 等待了999(ms),开始吃饭了!
员工8,sleep:8 等待了1999(ms),开始吃饭了!

第一次规则被打乱了,过了一会导游重建了规则(cyclicBarrier.reset();),接着又重来来了一次模拟等待吃饭的操作,正常了。

CountDownLatch和CyclicBarrier的区别

还是举例子说明一下:

CountDownLatch示例

主管相当于 CountDownLatch,干活的小弟相当于做事情的线程。

老板交给主管了一个任务,让主管搞完之后立即上报给老板。主管下面有10个小弟,接到任务之后将任务划分为10个小任务分给每个小弟去干,主管一直处于等待状态(主管会调用await()方法,此方法会阻塞当前线程),让每个小弟干完之后通知一下主管(调用countDown()方法通知主管,此方法会立即返回),主管等到所有的小弟都做完了,会被唤醒,从await()方法上苏醒,然后将结果反馈给老板。期间主管会等待,会等待所有小弟将结果汇报给自己。

而CyclicBarrier是一批线程让自己等待,等待所有的线程都准备好了,自己才能继续。

好了,上面举了6个例子便于大家熟悉CyclicBarrier的用法,喜欢的帮忙转发一下,谢谢!

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