Java併發工具類（柵欄CyclicBarrier）

併發工具類系列：

Java併發工具類（閉鎖CountDownLatch）

Java併發工具類（柵欄CyclicBarrier）

Java併發工具類（信號量Semaphore）

CyclicBarrier適用於這樣的狀況：你但願建立一組任務，它們並行地執行工做，而後在下一個步驟以前等待，直到全部任務都完成。柵欄和閉鎖的關鍵區別在於，全部線程必須同時到達柵欄位置，才能繼續執行。

閉鎖用於等待事件，而柵欄是線程之間彼此等待，等到都到的時候再決定作下一件事。能夠參考Java併發工具類（閉鎖CountDownLatch）

拿運動員的事情舉例，運動員們跑到終點，互相等待全部人都到達終點後，再一塊兒去作喝酒這件事。（運動員也許不能喝酒的，也許你們再跑一輪。）

下面用一個賽馬程序來舉例：

package concurrency;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.*;

class Horse implements Runnable {
    private static int counter = 0;
    private final int id = counter++;
    private int strides = 0;
    private static Random rand = new Random(47);
    private static CyclicBarrier barrier;
    public Horse(CyclicBarrier b) {barrier = b;}
    public synchronized int getStrides() {return strides;}
    public void run() {
        try {
            while (!Thread.interrupted()) {  //線程內不斷循環
                synchronized (this) {
                    strides += rand.nextInt(3);   //每次馬能夠走0,1或者2步
                }
                barrier.await();  //走完後，就等全部其它馬也走完，才能開始下一回合
            }
        } catch (InterruptedException e) {

        } catch (BrokenBarrierException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Horse " + id + " ";
    }

    public String tracks() {
        StringBuilder s =new StringBuilder();
        for(int i = 0; i < getStrides();i++)
            s.append("*");   //這裏打印每一個馬走的軌跡
        s.append(id);
        return s.toString();
    }
}
public class HorseRace {
    static final int FINISH_LINE = 75;
    private List<Horse> horses = new ArrayList<Horse>();
    private ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
    private CyclicBarrier barrier;
    public HorseRace(int nHorses, final int pause) {
        barrier = new CyclicBarrier(nHorses, new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                StringBuilder s = new StringBuilder();
                for (int i = 0; i < FINISH_LINE; i++) {
                    s.append("="); //打印賽道
                }
                System.out.println(s);
                for (Horse horse : horses) {
                    System.out.println(horse.tracks());  //打印每匹馬的軌跡
                }
                for (Horse horse : horses) {
                  if (horse.getStrides() >= FINISH_LINE) {
                      System.out.println(horse + "won!");   //每次檢查，若是哪匹馬到終點了，終止全部線程
                      exec.shutdownNow();
                      return;
                  }
                }
                try {
                    TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(pause); //每走完一輪，暫停一小會輸出
                } catch (InterruptedException e) {
                    System.out.println("barrier-action sleep interrupted");
                }
            }
        });

        for (int i = 0; i < nHorses; i++) {
            Horse horse = new Horse(barrier);
            horses.add(horse);
            exec.execute(horse);  //全部馬的線程開始執行
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int nHorses = 7;
        int pause = 200;
        new HorseRace(nHorses, pause);
    }
}
複製代碼

咱們假設賽道長爲75，馬每次能走0,1或者2步，每次走完一輪後，互相等待。一旦全部馬越過柵欄，它就會自動爲下一回合的比賽作好準備。讀者能夠運行個人程序，在控制檯上能夠展現出必定的動畫效果。

上面的例子中，咱們向CyclicBarrier提供一個「柵欄動做」，它是一個Runnable，當計數值到達0時自動執行，這是CyclicBarrier和CountDownLatch之間的另外一個區別。

public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)
複製代碼

除此以外，CyclicBarrier還提供其餘有用的方法，好比getNumberWaiting方法能夠得到CyclicBarrier阻塞的線程數量。isBroken方法用來知道阻塞的線程是否被中斷。好比如下代碼執行完以後會返回true。