cyclicbarrier是java.util.concurrent包下面的一個工具類，字面意思是可循環使用（cyclic）的屏障（barrier），通過它可以實現讓一組線程到達一個屏障（也可以叫同步點）時被阻塞，直到最后一個線程到達屏障時，所有被屏障攔截的線程才會繼續執行。
這篇文章將介紹cyclicbarrier這個同步工具類的以下幾點
- 通過案例分析
- 兩種不同構造函數測試
- cyclicbarrier和countdownlatch的區別
- await方法及源碼分析。
需求
繼上一篇countdownlatch模擬游戲加載后，現在用戶點擊開始按鈕后，需要匹配包括自己在內的五個玩家才能開始游戲，匹配玩家成功后進入到選擇角色階段。當5位玩家角色都選擇完畢后，開始進入游戲。進入游戲時需要加載相關的數據，待全部玩家都加載完畢后正式開始游戲。
解決方案
從需求中可以知道，想要開始游戲需要經過三個階段，分別是
匹配玩家
選擇角色
加載數據
在這三個階段中，都需要互相等待對方完成才能繼續進入下個階段。
這時可以采用cyclicbarrier來作為各個階段的節點，等待其他玩家到達，在進入下個階段。
定義繼承runnable的類
這里名稱就叫做startgame，包含兩個屬性
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private string player;private cyclicbarrier barrier; |
通過構造函數初始化兩個屬性
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public startgame(string player, cyclicbarrier barrier) { this.player = player; this.barrier = barrier;} |
run方法如下
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public void run() { try { system.out.println(this.getplayer()+" 開始匹配玩家..."); findotherplayer(); barrier.await(); system.out.println(this.getplayer()+" 進行選擇角色..."); choicerole(); system.out.println(this.getplayer()+" 角色選擇完畢等待其他玩家..."); barrier.await(); system.out.println(this.getplayer()+" 開始游戲,進行游戲加載..."); loading(); system.out.println(this.getplayer()+" 游戲加載完畢等待其他玩家加載完成..."); barrier.await(); start(); } catch (exception e){ e.printstacktrace(); }} |
其他的方法findotherplayer()、choicerole()等待使用
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thread.sleep() |
來模擬花費時間
編寫測試代碼
cyclicbarrier有兩個構造函數,如下
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public cyclicbarrier(int parties) {}public cyclicbarrier(int parties, runnable barrieraction) {} |
先來看看一個參數的構造函數
cyclicbarrier(int parties)
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public static void main(string[] args) throws ioexception { cyclicbarrier barrier = new cyclicbarrier(5); thread player1 = new thread(new startgame("1",barrier)); thread player2 = new thread(new startgame("2",barrier)); thread player3 = new thread(new startgame("3",barrier)); thread player4 = new thread(new startgame("4",barrier)); thread player5 = new thread(new startgame("5",barrier)); player1.start(); player2.start(); player3.start(); player4.start(); player5.start(); system.in.read();} |
測試結果如下
cyclicbarrier(int parties, runnable barrieraction)
cyclicbarrier barrier = new cyclicbarrier(5);
替換為
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cyclicbarrier barrier = new cyclicbarrier(5, () -> { try { system.out.println("階段完成，等待2秒..."); thread.sleep(2000); system.out.println("進入下個階段..."); } catch (interruptedexception e) { e.printstacktrace(); }}); |
再來看看效果
可以看到在到達某個節點時，會執行實例化cyclicbarrier時傳入的runnable對象。而且每一次到達都會執行一次。
cyclicbarrier和countdownlatch的區別
| countdownlatch | cyclicbarrier |
|---|---|
| 計數為0時，無法重置 | 計數達到0時，計數置為傳入的值重新開始 |
| 調用countdown()方法計數減一，調用await()方法只進行阻塞，對計數沒任何影響 | 調用await()方法計數減一，若減一后的值不等于0，則線程阻塞 |
| 不可重復使用 | 可重復使用 |
await方法
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public int await(){}public int await(long timeout, timeunit unit){} |
無參的await方法這里就不做介紹了，主要介紹下有參的await方法。
有參的await方法傳入兩個參數，一個是時間、另一個是時間單位
當調用有參的await方法時會出現下方兩個異常
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java.util.concurrent.timeoutexceptionjava.util.concurrent.brokenbarrierexception |
timeoutexception異常是指調用await方法后等待時間超過傳入的時間，此時會將cyclicbarrier的狀態變成broken，其他調用await方法將會拋出brokenbarrierexception異常，這時的cyclicbarrier將變得不可用，需要調用reset()方法重置cyclicbarrier的狀態。
為什么這么說？
源碼分析一波就可以看出來了
不管是有參還是無參的await方法都是調用cyclicbarrier的dowait(boolean timed, long nanos)方法，這個方法代碼太長了，截取部分貼出來
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private int dowait(boolean timed, long nanos){ //加鎖、try catch代碼 final generation g = generation; //判斷柵欄的狀態 if (g.broken) throw new brokenbarrierexception(); //...省略 int index = --count; //(index == 0) 時的代碼，省略 for (;;) { try { if (!timed) trip.await(); else if (nanos > 0l) nanos = trip.awaitnanos(nanos); } catch (interruptedexception ie) {} //判斷柵欄的狀態 if (g.broken) throw new brokenbarrierexception(); if (g != generation) return index; //判斷是否是定時的，且已經超時了 if (timed && nanos <= 0l) { //打破柵欄的狀態 breakbarrier(); throw new timeoutexception(); } } //解鎖} |
在代碼的尾部進行判斷當前等待是否已經超時，如果是會調用breakbarrier()方法，且拋出timeoutexception異常，下面是breakbarrier()的代碼
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private void breakbarrier() { generation.broken = true; count = parties; trip.signalall();} |
代碼中將broken狀態置為true，表示當前柵欄移除損壞狀態，且重置柵欄數量，然后喚醒其他等待的線程。此時被喚醒的線程或者其他線程進入dowait方法時，都會拋出brokenbarrierexception異常
案例源代碼地址：
原文鏈接：https://www.cnblogs.com/fixzd/p/9562525.html
