循环屏障 CyclicBarrier

CyclicBarrier的字面意思是可循环使用（Cyclic）的屏障（Barrier）。它要做的事情是，让一组线程到达一个屏障（也可以叫同步点）时被阻塞，直到最后一个线程到达屏障时，屏障才会开门，所有被屏障拦截的线程才会继续运行。

CyclicBarrier特别适用于并行迭代计算，每个线程负责一部分计算，然后在栅栏处等待其他线程完成，所有线程到齐后，交换数据和计算结果，再进行下一次迭代。

主要方法

与CountDownLatch类似，它也有一个数字，但表示的是参与的线程个数，这个数字通过构造方法进行传递：

public CyclicBarrier(int parties)

它还有一个构造方法，接受一个Runnable参数，如下所示：

public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)

这个参数表示栅栏动作，当所有线程到达栅栏后，在所有线程执行下一步动作前，运行参数中的动作，这个动作由最后一个到达栅栏的线程执行。

CyclicBarrier的主要方法就是await：

public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException
public int await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException,BrokenBarrierException, TimeoutException

await在等待其他线程到达栅栏，调用await后，表示自己已经到达，如果自己是最后一个到达的，就执行可选的命令，执行后，唤醒所有等待的线程，然后重置内部的同步计数，以循环使用。

BrokenBarrierException

await可以被中断，可以限定最长等待时间，中断或超时后会抛出异常。需要说明的是异常BrokenBarrierException，它表示栅栏被破坏了，什么意思呢？

在CyclicBarrier中，参与的线程是互相影响的，只要其中一个线程在调用await时被中断了，或者超时了，栅栏就会被破坏。

此外，如果栅栏动作抛出了异常，栅栏也会被破坏。被破坏后，所有在调用await的线程就会退出，抛出BrokenBarrierException。

例子

例子，多个游客线程分别在集合点A和B同步，如代码清单所示

public class CyclicBarrierDemo {
    static class Tourist extends Thread {
        CyclicBarrier barrier;
        public Tourist(CyclicBarrier barrier) {
            this.barrier = barrier;
        }
        @Override
        public void run() {
            try {
                //模拟先各自独立运行
                Thread.sleep((int) (Math.random() * 1000));
                //集合点A
                barrier.await();
                System.out.println(this.getName() + " arrived A " + System.currentTimeMillis());
                //集合后模拟再各自独立运行
                Thread.sleep((int) (Math.random() * 1000));
                //集合点B
                barrier.await();
                System.out.println(this.getName() + " arrived B " + System.currentTimeMillis());
            } catch (InterruptedException e) {
            } catch (BrokenBarrierException e) {
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        int num = 3;
        Tourist[] threads = new Tourist[num];
        CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(num, new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("all arrived " + System.currentTimeMillis() + " executed by " + Thread.currentThread().getName());
            }
        });
        for (int i = 0; i < num; i++) {
            threads[i] = new Tourist(barrier);
            threads[i].start();
        }
    }
}

CyclicBarrier与CountDownLatch区别

1）CountDownLatch的参与线程是有不同角色的，有的负责倒计时，有的在等待倒计时变为0，负责倒计时和等待倒计时的线程都可以有多个，用于不同角色线程间的同步。

2）CyclicBarrier的参与线程角色是一样的，用于同一角色线程间的协调一致。

3）CountDownLatch是一次性的，而CyclicBarrier是可以重复利用的。

参考: Java编程的逻辑 19.4 循环栅栏CyclicBarrier

　　Java并发实现原理：JDK源码剖析 8.2 同步屏障CyclicBarrier