之前介绍过java中另外一个同步工具类，CountDownLatch。本文主要介绍CyclicBarrier。重要性不用多说，面试的时候，面试官绕着走，针对特定的场景提问，最后提醒他们回答。所以如果用在面试中，一定要结合很多场景来回答。1.概念理解CyclicBarrier允许一组线程在到达共同的障碍点时相互等待。直到最后一个线程到达公共屏障点才会打开屏障，被阻塞的线程将恢复执行。比如我们玩王者的时候，十个玩家必须全部加载到100%才能开始游戏。否则只要一个人没有加载到100%，游戏就无法开始。第一个加载的玩家必须等待最后一个玩家加载成功。如果实在想不起来，可以想象一下坐满大人的长途汽车。即使你是第一个上车的人，也得等到车满了才能发车。不然的话，车上的人都得等。与CountDownLatch的区别在于是否相互等待。举个例子，CountDownLatch就像一场马拉松。跑完的人不用等其他玩家跑完，而CyclicBarrier需要等最后一个玩家加载完。这就是区别。我们直接演示这个例子。2.代码演示这里同样以打王者为例。首先我们定义主线程：publicclassCyclicBarrierTest{publicstaticvoidmain(String[]args){//第一步：定义播放器，这里写5个String[]heros={"孙悟空","猪八戒","狄仁杰"","鲁班","甄姬"};//第二步：使用线程池运行，也是5.ExecutorServiceservice=Executors.newFixedThreadPool(5);//第3步：普通fences，也是5个finalCyclicBarrierbarrier=newCyclicBarrier(10);//第4步：通过for循环传递给每个player和fencefor(inti=0;i<10;i++){service.execute(newPlayer(heros[i],barrier));}service.shutdown();}}上面的代码我们已经解释清楚了，主要是通过线程池运行播放器，并通过给每个播放器一个名称和围栏。我们来看看这个Player播放器线程是如何实现的。publicclassPlayerimplementsRunnable{privatefinalStringhero;privatefinalCyclicBarrierbarrier;publicPlayer(Stringhero,CyclicBarrierbarrier){this.hero=hero;this.barrier=barrier;}@Overridepublicvoidrun(){try{//每个英雄加载成功的时间不一样，所以使用random这里NumberTimeUnit.SECONDS.sleep(1+(newRandom().nextInt(5)));System.out.println(hero+"开始加载==========等待其他玩家加载成功");barrier.await();System.out.println(hero+":看到所有玩家加载成功，游戏开始");}catch(InterruptedException|BrokenBarrierExceptione){e.printStackTrace();}}}在这个玩家线程中，我们使用随机数代表每个玩家的不同加载时间。在休眠时间结束之前，播放器处于等待状态，即调用了await方法。现在测试一下。现在相信通过这个案例，大家可以掌握它的用法了，非常简单。下面我们从源码的角度来分析一下它的实现原理。3.源码分析为了分析透彻，我们先从构造方法入手：//构造方法一：parties主要是需要拦截的线程数publicCyclicBarrier(intparties){this(parties,null);}//构造方法2：不仅有parties还有barrierAction//主要是处理比较复杂的场景，当线程到达fence时//优先执行barrierActionpublicCyclicBarrier(intparties,RunnablebarrierAction){if(parties<=0)thrownewIllegalArgumentException();this.parties=parties;this.count=parties;this.barrierCommand=barrierAction;}以上是两种构造方法。下面我们主要分析await方法。我们进入源码看看：//withouttimeoutpublicintawait()throwsInterruptedException,BrokenBarrierException{try{returndowait(false,0L);}catch(TimeoutExceptiontoe){thrownewError(toe);//cannothappen}}//withtimeoutpublicintawait(longtimeout,TimeUnitunit)throwsInterruptedException,BrokenBarrierException,TimeoutException{returndowait(true,unit.toNanos(timeout));}返回值为加载成功的播放器数。由于内部实现是通过dowait方法实现的，所以我们跟进看看。privateintdowait(booleantitimed,longnanos)throwsInterruptedException,BrokenBarrierException,TimeoutException{finalReentrantLocklock=this.lock;lock.lock();try{finalGenerationg=generation;if(g.broken)thrownewBrokenBarrierException();if(Thread.interrupted()){breakBarrier();thrownewInterruptedException();}intindex=--count;if(index==0){//trippedbooleanranAction=false;try{finalRunnablecommand=barrierCommand;if(command!=null)command.run();ranAction=true;nextGeneration();return0;}finally{if(!ranAction)breakBarrier();}}for(;;){try{if(!timed)trip.await();elseif(nanos>0L)nanos=trip。awaitNanos(nanos);}catch(InterruptedExceptionie){if(g==generation&&!g.broken){breakBarrier();throwie;}else{Thread.currentThread().interrupt();}}if(g.broken)thrownewBrokenBarrierException();if(g!=generation)returnindex;if(timed&&nanos<=0L){breakBarrier();thrownewTimeoutException();}}}finally{lock.unlock();}}上面的代码有点长，但它也是CyclicBarrier的核心，这里先说说上面代码的主要作用：（1）通过ReentrantLock获取独占锁（2）通过try中的Generation判断当前代是否损坏，通过Thread的interrupted方法判断线程是否中断，如果中断通过breakBarrier方法告诉其他线程。(3)if(index==0)判断当前线程是否调用了await方法，如果调用则唤醒所有之前等待的线程。这就像作为最后一个到达终点的运动员，告诉其他人比赛已经结束。(4)for(;;)循环等待。如果没有超时，它会等到它被唤醒。如果有超时，会在超时后自动唤醒。就像在马路上奔跑的运动员。没有时间限制时，他一直跑到终点。如果有时间限制，不管你有没有跑到终点，游戏就结束了。(5)通过ReentrantLock释放排他锁。这段代码阅读起来比较麻烦，因为涉及到另外两个类ReentrantLock和Generation，我们只需要知道它的作用即可。还有一点，就是线程中断了，怎么告诉其他线程的breakBarrier方法。/***Setscurrentbarriergenerationasbrokenandwakesupeveryone.*Calledonlywhileholdinglock.*/privatevoidbreakBarrier(){generation.broken=true;count=parties;trip.signalAll();}我们可以看到breakBarrier()中除了设置broken为true外，还有SignalAll将被调用以唤醒所有在CyclicBarrier中等待的线程。好了，今天的文章就先到这里。我们已经解释了CyclicBarrier的原理，其使用可以根据自己的业务场景来确定。本文转载自微信公众号“愚公要移山”，可关注下方二维码。转载本文请联系愚公移山公众号。
