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面試官:CyclicBarrier有了解過嗎?

開發(fā) 開發(fā)工具
Java提供了一些非常好用的并發(fā)工具類,不需要我們重復(fù)造輪子,本節(jié)我們講解CyclicBarrier,一起來看下吧~

前言

Java提供了一些非常好用的并發(fā)工具類,不需要我們重復(fù)造輪子,本節(jié)我們講解CyclicBarrier,一起來看下吧~

CyclicBarrier

這個跟我們上節(jié)講的CountDownLatch有點類似,從字面意思講是相當(dāng)于一個可循環(huán)的屏障,他與CountDownLatch不同的是它可以重復(fù)利用,下一步的操作以,依賴上一步是否完成,就像去銀行辦業(yè)務(wù)一樣,排在你前面的人辦好了才輪到你,我們繼續(xù)通過上節(jié)的例子,來改寫一下它,這里我偷個懶,實際業(yè)務(wù)中盡量用類編寫,不要直接new Thread。

public class CyclicBarrierTest {    public static void main(String[] args) throws BrokenBarrierException, InterruptedException {        CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(1);        IntStream.range(0, 10).forEach(i -> {            new Thread(() -> {                try {                    Thread.sleep(2000);                    System.out.println("worker 1------> " + i);                    cyclicBarrier.await();                    Thread.sleep(2000);                    System.out.println("worker 2------> " + i);                    cyclicBarrier.await();                    Thread.sleep(2000);                    System.out.println("worker 3------> " + i);                    cyclicBarrier.await();                } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {                    e.printStackTrace();                }            }).start();        });        System.out.println("completed !");    }}

實際輸出:

completed !worker 1------> 9worker 1------> 0worker 1------> 6worker 1------> 7worker 1------> 5worker 1------> 4worker 1------> 1worker 1------> 3worker 1------> 2worker 1------> 8worker 2------> 7worker 2------> 6worker 2------> 5worker 2------> 2worker 2------> 3worker 2------> 1worker 2------> 8worker 2------> 0worker 2------> 9worker 2------> 4worker 3------> 6worker 3------> 3worker 3------> 2worker 3------> 5worker 3------> 7worker 3------> 8worker 3------> 1worker 3------> 0worker 3------> 9worker 3------> 4

可以看到在即使在多線程下,每個操作都需要上一個await任務(wù)之后執(zhí)行,使用很簡單,也很好理解。

知其然知其所以然 & 源碼剖析

下面我們就一起探究一下,它是如何做到的?

同樣的,我們先看構(gòu)造函數(shù)。

public CyclicBarrier(int parties) {    this(parties, null);}public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {    if (parties <= 0) throw new IllegalArgumentException();    this.parties = parties;    this.count = parties;    this.barrierCommand = barrierAction;}

?默認(rèn)barrierAction是null, 這個參數(shù)是Runnable參數(shù),當(dāng)最后線程達(dá)到的時候執(zhí)行的任務(wù),剛剛的例子中沒有演示,大家可以在初始化的時候傳入一個,打印一下當(dāng)前的線程名稱,這樣理解起來比較容易點,parties int型,它的意思是參與的線程數(shù)。

我們再看它的定義, 可以看到它沒有繼承任何類或?qū)崿F(xiàn)任何接口?。

public class CyclicBarrier { .... }

await

我們重點看下這個方法。

public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException {    try {        return dowait(false, 0L);    } catch (TimeoutException toe) {        throw new Error(toe); // cannot happen    }}

這個方法干嘛用的呢?等到所有各方都在此屏障上調(diào)用了await 。如果當(dāng)前線程不是最后到達(dá)的,則出于線程調(diào)度目的將其禁用并處于休眠狀態(tài),除了以下情況:

  • 最后一個線程到達(dá);或者。
  • 其他一些線程中斷當(dāng)前線程;或者。
  • 其他一些線程中斷了其他等待線程之一;或者。
  • 其他一些線程在等待屏障時超時;或者。
  • 其他一些線程在此屏障上調(diào)用reset 。

再看dowait(), 它是一個私有方法。

private int dowait(boolean timed, long nanos)        throws InterruptedException, BrokenBarrierException,               TimeoutException {        // 全局鎖                final ReentrantLock lock = this.lock;        lock.lock();        try {            // 每次使用屏障都會生成一個實例            // private Generation generation = new Generation();            final Generation g = generation;            // broken字面意思破壞,如果被破壞了就拋異常            if (g.broken)                throw new BrokenBarrierException();            // 線程中斷檢測            if (Thread.interrupted()) {                breakBarrier();                throw new InterruptedException();            }            // 剩余的等待線程數(shù)            int index = --count;            // 最后線程到達(dá)時             if (index == 0) {  // tripped                // 標(biāo)記任務(wù)是否被執(zhí)行(就是傳進(jìn)入的runable參數(shù))                boolean ranAction = false;                try {                    final Runnable command = barrierCommand;                    // 執(zhí)行任務(wù)                    if (command != null)                        command.run();                    ranAction = true;                    // 完成后 進(jìn)行下一組 初始化 generation 初始化 count 并喚醒所有等待的線程                     //                     // private void nextGeneration() {                    //     // signal completion of last generation                    //     trip.signalAll();                    //     // set up next generation                    //     count = parties;                    //     generation = new Generation();                    // }                    nextGeneration();                    return 0;                } finally {                    if (!ranAction)                        breakBarrier();                }            }            // index 不為0時 進(jìn)入自旋            for (;;) {                try {                    // 先判斷超時 沒超時就繼續(xù)等著                    if (!timed)                        trip.await();                        // 如果超出指定時間 調(diào)用 awaitNanos 超時了釋放鎖                    else if (nanos > 0L)                        nanos = trip.awaitNanos(nanos);                        // 中斷異常捕獲                } catch (InterruptedException ie) {                    // 判斷是否被破壞                    if (g == generation && ! g.broken) {                        //  private void breakBarrier() {                        //     generation.broken = true;                        //     count = parties;                        //     trip.signalAll();                        // }                        breakBarrier();                        throw ie;                    } else {                        // 否則的話中斷當(dāng)前線程                        Thread.currentThread().interrupt();                    }                }                // 被破壞拋異常                if (g.broken)                    throw new BrokenBarrierException();                // 正常調(diào)用 就返回                 if (g != generation)                    return index;                // 超時了而被喚醒的情況 調(diào)用 breakBarrier()                if (timed && nanos <= 0L) {                    breakBarrier();                    throw new TimeoutException();                }            }        } finally {            // 釋放鎖            lock.unlock();        }    }

如果被破壞了怎么恢復(fù)呢?來看下reset, 源碼很簡單,break之后重新生成新的實例,對應(yīng)的會重新初始化count,在dowait里index==0也調(diào)用了nextGeneration,所以說它是可以循環(huán)利用的。

public void reset() {    final ReentrantLock lock = this.lock;    lock.lock();    try {        breakBarrier();   // break the current generation        nextGeneration(); // start a new generation    } finally {        lock.unlock();    }}

結(jié)束語

cyclicBarrier源碼相對簡單一些,下節(jié)給大家講下Phaser,它是增強版的CountDownLatch,它的實現(xiàn)相對更加復(fù)雜一點 。

責(zé)任編輯:姜華 來源: 今日頭條
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