CyclicBarrier的介绍和使用

转自：http://www.itzhai.com/the-introduction-and-use-of-cyclicbarrier.html

类说明：

一个同步辅助类，它允许一组线程互相等待，直到到达某个公共屏障点 (common barrier point)。在涉及一组固定大小的线程的程序中，这些线程必须不时地互相等待，此时 CyclicBarrier 很有用。因为该 barrier 在释放等待线程后可以重用，所以称它为循环 的 barrier。

CyclicBarrier 支持一个可选的 Runnable 命令，在一组线程中的最后一个线程到达之后（但在释放所有线程之前），该命令只在每个屏障点运行一次。若在继续所有参与线程之前更新共享状态，此屏障操作 很有用。

public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)
创建一个新的 CyclicBarrier，它将在给定数量的参与者（线程）处于等待状态时启动，并在启动 barrier 时执行给定的屏障操作，该操作由最后一个进入 barrier 的线程执行。
参数：
parties - 在启动 barrier 前必须调用 await() 的线程数
barrierAction - 在启动 barrier 时执行的命令；如果不执行任何操作，则该参数为 null
抛出：
IllegalArgumentException - 如果 parties 小于 1

使用场景：

需要所有的子任务都完成时，才执行主任务，这个时候就可以选择使用CyclicBarrier。

常用方法：

public int await() throws InterruptedException,BrokenBarrierException
在所有参与者都已经在此 barrier 上调用 await方法之前，将一直等待。如果当前线程不是将到达的最后一个线程，出于调度目的，将禁用它，且在发生以下情况之一前，该线程将一直处于休眠状态：
最后一个线程到达；或者
其他某个线程中断当前线程；或者
其他某个线程中断另一个等待线程；或者
其他某个线程在等待 barrier 时超时；或者
其他某个线程在此 barrier 上调用 reset()。
如果当前线程：
在进入此方法时已经设置了该线程的中断状态；或者
在等待时被中断则抛出 InterruptedException，并且清除当前线程的已中断状态。如果在线程处于等待状态时 barrier 被 reset()，或者在调用 await 时 barrier 被损坏，抑或任意一个线程正处于等待状态，则抛出 BrokenBarrierException 异常。
如果任何线程在等待时被 中断，则其他所有等待线程都将抛出 BrokenBarrierException 异常，并将 barrier 置于损坏状态。
如果当前线程是最后一个将要到达的线程，并且构造方法中提供了一个非空的屏障操作，则在允许其他线程继续运行之前，当前线程将运行该操作。如果在执行屏障操作过程中发生异常，则该异常将传播到当前线程中，并将 barrier 置于损坏状态。

返回：
到达的当前线程的索引，其中，索引 getParties() - 1 指示将到达的第一个线程，零指示最后一个到达的线程
抛出：
InterruptedException - 如果当前线程在等待时被中断
BrokenBarrierException - 如果另一个 线程在当前线程等待时被中断或超时，或者重置了 barrier，或者在调用 await 时 barrier 被损坏，抑或由于异常而导致屏障操作（如果存在）失败。

相关实例

赛跑时，等待所有人都准备好时，才起跑：

public class CyclicBarrierTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
        CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3);
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3);
        executor.submit(new Thread(new Runner(barrier, "1号选手")));
        executor.submit(new Thread(new Runner(barrier, "2号选手")));
        executor.submit(new Thread(new Runner(barrier, "3号选手")));
        executor.shutdown();
    }
}

class Runner implements Runnable {
    // 一个同步辅助类，它允许一组线程互相等待，直到到达某个公共屏障点 (common barrier point)
    private CyclicBarrier barrier;
    private String name;
    public Runner(CyclicBarrier barrier, String name) {
        super();
        this.barrier = barrier;
        this.name = name;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            Thread.sleep(1000 * (new Random()).nextInt(8));
            System.out.println(name + " 准备好了...");
            // barrier的await方法，在所有参与者都已经在此 barrier 上调用 await 方法之前，将一直等待。
            barrier.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (BrokenBarrierException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(name + " 起跑！");
    }
}

当所有的CyclicBarrier调用await后,CyclicBarrier内部的控制值又回到初始设置值。
下面举一个跟团出去玩得一个例子：在浏览下一个景点前，导游都会先统计一下人数，确定大家都到了。

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

public class BarrierTest {
	
	private static final int THREAD_COUNT = 10;
	
	private final static CyclicBarrier CYCLIC_BARRIER = new CyclicBarrier(THREAD_COUNT  ,
		new Runnable() {
			public void run() {
				System.out.println("======>我是导游，本次点名结束，准备走下一个环节!");
			}
		}
	);
	
	public static void main(String []args) 
			throws InterruptedException, BrokenBarrierException {
		for(int i = 0 ; i < 10 ; i++) {
			new Thread(String.valueOf(i)) {
				public void run() {
					try {
						System.out.println("我是线程：" + this.getName() + " 我们达到旅游地点！");
						CYCLIC_BARRIER.await();
						System.out.println("我是线程：" + this.getName() + " 我开始骑车！");
						CYCLIC_BARRIER.await();
						System.out.println("我是线程：" + this.getName() + " 我们开始爬山！");
						CYCLIC_BARRIER.await();
						System.out.println("我是线程：" + this.getName() + " 我们回宾馆休息！");
						CYCLIC_BARRIER.await();
						System.out.println("我是线程：" + this.getName() + " 我们开始乘车回家！");
						CYCLIC_BARRIER.await();
						System.out.println("我是线程：" + this.getName() + " 我们到家了！");
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					} catch (BrokenBarrierException e) {
						e.printStackTrace();
					}
				}
			}.start();
		}
	}
}