• Java 并发专题 : CyclicBarrier 打造一个安全的门禁系统


    继续并发专题~

    这次介绍CyclicBarrier:看一眼API的注释:

    /**
     * A synchronization aid that allows a set of threads to all wait for
     * each other to reach a common barrier point.  CyclicBarriers are
     * useful in programs involving a fixed sized party of threads that
     * must occasionally wait for each other. The barrier is called
     * <em>cyclic</em> because it can be re-used after the waiting threads
     * are released.

    大概意思:一个让一组线程同时阻塞到一个位置的同步辅助类。在包含固定线程且线程间必须相互等待的场景中非常有用。cyclic的意思是CyclicBarrier当等待的线程全部释放之后,可以重复使用。(英语水平就这样了。。。。)

    CyclicBarrier 类似一个闸门,指定数目的线程都必须到达这个闸门,闸门才会打开。

    下面使用CyclicBarrier模拟一个门禁系统:

    需求是这样的:到放学时间,所有的学生必须刷卡,然后人数齐了自动开门,统一回家。这个需求刚刚的,避免了把部分孩子丢在学校发生危险,特别是幼儿园或者小学生~~

    package com.zhy.concurrency.cyclic;
    
    import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
    import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
    
    /**
     * 安全的门禁系统
     * 
     * @author zhy
     * 
     */
    public class CyclicBarrierTest
    {
    
    	/**
    	 * 学生总数
    	 */
    	private final int STUDENT_COUNT = 10;
    
    	/**
    	 * 当人到齐,自动开门程序
    	 */
    	final CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(STUDENT_COUNT,
    			new Runnable()
    			{
    				@Override
    				public void run()
    				{
    					System.out.println("人到齐了,开门....");
    				}
    			});
    
    	public void goHome() throws InterruptedException, BrokenBarrierException
    	{
    		System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "已刷卡,等待开门回家~");
    		barrier.await();
    		System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "放学回家~");
    	}
    
    	public static void main(String[] args) throws InterruptedException,
    			BrokenBarrierException
    	{
    
    		final CyclicBarrierTest instance = new CyclicBarrierTest();
    
    		/**
    		 * 每个线程代表一个学生
    		 */
    		for (int i = 0; i < instance.STUDENT_COUNT; i++)
    		{
    			new Thread("学生" + i +"  " )
    			{
    				public void run()
    				{
    
    					try
    					{
    						instance.goHome();
    					} catch (InterruptedException e)
    					{
    						e.printStackTrace();
    					} catch (BrokenBarrierException e)
    					{
    						e.printStackTrace();
    					}
    
    				};
    
    			}.start();
    		}
    
    	}
    }
    

    输出结果:

    学生1  已刷卡,等待开门回家~
    学生3  已刷卡,等待开门回家~
    学生5  已刷卡,等待开门回家~
    学生9  已刷卡,等待开门回家~
    学生7  已刷卡,等待开门回家~
    学生0  已刷卡,等待开门回家~
    学生2  已刷卡,等待开门回家~
    学生6  已刷卡,等待开门回家~
    学生8  已刷卡,等待开门回家~
    学生4  已刷卡,等待开门回家~
    人到齐了,开门....
    学生4  放学回家~
    学生1  放学回家~
    学生3  放学回家~
    学生5  放学回家~
    学生9  放学回家~
    学生2  放学回家~
    学生6  放学回家~
    学生0  放学回家~
    学生7  放学回家~
    学生8  放学回家~
    

    哈哈,如果哪个幼儿园用了这么一套系统,孩子应该不会丢学校了吧,,,,开玩笑了;;

    CyclicBarrier把所有的线程都阻塞在一个阀门位置,然后等到等待的线程数到达预设的值,就打开这个阀门。记得是阻塞线程,不是阻塞操作,在同一个线程使劲掉await是没什么效果的。


    上面的例子显示了CyclicBarrier的基本用法,但是cyclic的功能并没有显示出来,既然注释中讲了,我们有必要来个例子看看:

    我们改造下我们的门禁,毕竟刷卡好不现实,现在需求是这样的:学生一个人走太危险,现在门卫放学在门口守着,让学生3个一组的走。

    package com.zhy.concurrency.cyclic;
    
    import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
    import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
    
    /**
     * 改造后的门禁系统
     * 
     * @author zhy
     * 
     */
    public class CyclicBarrierTest2
    {
    
    	/**
    	 * 学生总数
    	 */
    	private final int STUDENT_COUNT = 12;
    
    	/**
    	 * 每3个人一组出门
    	 */
    	final CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3,
    			new Runnable()
    			{
    				@Override
    				public void run()
    				{
    					System.out.println("有3个学生到齐了,放行....");
    				}
    			});
    
    	public void goHome() throws InterruptedException, BrokenBarrierException
    	{
    		System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "已刷卡,等待开门回家~");
    		barrier.await();
    	}
    
    	public static void main(String[] args) throws InterruptedException,
    			BrokenBarrierException
    	{
    
    		final CyclicBarrierTest2 instance = new CyclicBarrierTest2();
    
    		/**
    		 * 每个线程代表一个学生
    		 */
    		for (int i = 0; i < instance.STUDENT_COUNT; i++)
    		{
    			new Thread("学生" + i +"  " )
    			{
    				public void run()
    				{
    
    					try
    					{
    						instance.goHome();
    					} catch (InterruptedException e)
    					{
    						e.printStackTrace();
    					} catch (BrokenBarrierException e)
    					{
    						e.printStackTrace();
    					}
    
    				};
    
    			}.start();
    		}
    
    	}
    }
    
    输出结果:

    学生0  已刷卡,等待开门回家~
    学生1  已刷卡,等待开门回家~
    学生2  已刷卡,等待开门回家~
    有3个学生到齐了,放行....
    学生3  已刷卡,等待开门回家~
    学生5  已刷卡,等待开门回家~
    学生7  已刷卡,等待开门回家~
    有3个学生到齐了,放行....
    学生4  已刷卡,等待开门回家~
    学生9  已刷卡,等待开门回家~
    学生6  已刷卡,等待开门回家~
    有3个学生到齐了,放行....
    学生11  已刷卡,等待开门回家~
    学生10  已刷卡,等待开门回家~
    学生8  已刷卡,等待开门回家~
    有3个学生到齐了,放行....
    

    这个例子充分的体现了CyclicBarrier的复用性,是吧,这样的系统或许更实在些,0成本~哈哈~。


    好了,有兴趣的欢迎留言、

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