Java中如何使用CyclicBarrier实现线程等待

CyclicBarrier用于线程同步,当所有线程到达屏障点后共同继续执行,支持可重用和异常处理,适用于并行计算等场景。

Java中如何使用CyclicBarrier实现线程等待

Java中,CyclicBarrier 是一种同步工具,用于让一组线程互相等待,直到所有线程都到达某个公共屏障点(barrier point),然后再继续执行。它非常适合用于多线程协作的场景,比如多个线程并行处理数据,然后统一进行下一步操作。

1. CyclicBarrier的基本用法

创建一个CyclicBarrier对象时,需要指定参与等待的线程数量。每个线程调用 await() 方法后会阻塞,直到所有线程都调用了 await(),此时屏障被“打破”,所有等待的线程同时恢复执行。

示例代码:

<font face='Courier'> import java.util.concurrent.CyclicBarrier; <p>public class CyclicBarrierExample { public static void main(String[] args) { int threadCount = 3; CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(threadCount, () -> { System.out.println("所有线程已到达,开始下一步任务"); });</p><pre class='brush:java;toolbar:false;'>    for (int i = 0; i < threadCount; i++) {         new Thread(() -> {             try {                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 正在准备...");                 Thread.sleep((long) (Math.random() * 5000)); // 模拟准备工作耗时                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 准备完成,等待其他线程...");                 barrier.await(); // 等待其他线程                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 继续执行后续任务");             } catch (Exception e) {                 e.printStackTrace();             }         }).start();     } }

}

输出可能如下:

立即学习Java免费学习笔记(深入)”;

 Thread-0 正在准备... Thread-1 正在准备... Thread-2 正在准备... Thread-1 准备完成,等待其他线程... Thread-0 准备完成,等待其他线程... Thread-2 准备完成,等待其他线程... 所有线程已到达,开始下一步任务 Thread-2 继续执行后续任务 Thread-0 继续执行后续任务 Thread-1 继续执行后续任务 

2. 带有结束动作的CyclicBarrier

构造函数可以传入一个 Runnable 任务,当所有线程都到达屏障点时,这个任务会由最后一个到达的线程执行。这适合用于汇总、日志记录或触发下一阶段操作。

上面例子中的:

<font face='Courier'> new CyclicBarrier(threadCount, () -> {     System.out.println("所有线程已到达,开始下一步任务"); }); </font>

其中的 Lambda 表达式就是屏障触发后的执行动作。

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3. CyclicBarrier的可重用性

与 CountDownLatch 不同,CyclicBarrier 是可重复使用的。一旦所有线程通过了屏障,它会自动重置,可以再次用于下一批线程的同步。

示例:循环使用屏障

<font face='Courier'> CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(2); <p>Runnable task = () -> { try { for (int i = 0; i < 3; i++) { // 每个线程执行3轮 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 第" + (i+1) + "轮工作"); Thread.sleep(1000); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 等待同步..."); barrier.await(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 进入下一轮"); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } };</p><p>new Thread(task).start(); new Thread(task).start(); </font>

每轮两个线程都会在 await 处相互等待,完成后进入下一轮,共执行三次。

4. 异常处理注意事项

如果某个线程在等待过程中被中断或抛出异常,其他正在等待的线程会收到 BrokenBarrierException,表示屏障已被破坏。

建议在实际使用中对 await() 调用做好异常捕获,避免因单个线程问题导致整体失败。

基本上就这些。CyclicBarrier 使用简单,关键是理解“等待全部到达”的机制,适合用于并行计算、游戏启动同步、分阶段任务等场景。不复杂但容易忽略的是它的可重用性和异常传播行为。

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