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CountDownLatch与CyclicBarrier的区别

news 2025/8/21 10:42:29

在Android开发中，CountDownLatch和CyclicBarrier都是用于线程同步的工具类，但设计目的和使用场景有本质区别。以下从核心差异和Android典型场景两方面深入解析：

⚙️ 一、核心区别对比

特性	CountDownLatch	CyclicBarrier
设计目的	单向等待：主线程等待子任务完成（1对多）	多向等待：线程组相互等待到达屏障点（多对多）
计数器行为	一次性（归零后失效）	可循环使用（自动/手动重置）
触发机制	外部线程调用`countDown()`减计数	线程主动调用`await()`，由最后一个到达的线程触发唤醒
异常处理	线程中断仅影响自身	某线程中断会导致所有等待线程抛出`BrokenBarrierException`
回调支持	❌ 不支持	✅ 支持`Runnable barrierAction`（屏障点触发后执行）

一句话总结：

CountDownLatch：主等子（如司机等乘客到齐发车）
CyclicBarrier：子等子（如运动员等所有人到起跑线开跑）

📱 二、Android开发中的经典应用场景

1. CountDownLatch：主线程等待异步任务完成

场景1：初始化资源聚合
等待多个网络请求/数据库加载完成后更新UI：

CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3); // 3个子任务// 子任务完成时调用 latch.countDown()
loadNetworkData(() -> latch.countDown());
loadDatabase(() -> latch.countDown());
loadLocalFiles(() -> latch.countDown());latch.await(); // 主线程阻塞等待
updateUI();    // 所有资源加载完成后刷新UI

场景2：Activity等待多线程预处理
如启动页等待广告加载、用户数据预取完成后跳转主页：

// 在SplashActivity中
CountDownLatch initLatch = new CountDownLatch(2);
fetchAdConfig(() -> initLatch.countDown());
preloadUserData(() -> initLatch.countDown());if (initLatch.await(3, TimeUnit.SECONDS)) { // 带超时防止死等startActivity(new Intent(this, MainActivity.class));
} else {showError("初始化超时");
}

2. CyclicBarrier：分阶段协同处理数据

场景1：多线程分阶段计算
如游戏帧渲染：多个线程分别处理物理、音效、画面，每帧需同步：

CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3, () -> {Log.d("RENDER", "一帧渲染完成"); // 每帧完成后执行
});executor.execute(() -> {calculatePhysics();barrier.await(); // 等待其他线程renderGraphics();
});
// 其他线程类似

场景2：动态重置的同步点
如批量下载任务分批次处理（每批N个文件下载完成后开始压缩）：

CyclicBarrier batchBarrier = new CyclicBarrier(5, () -> {compressBatchFiles(); // 每5个文件下载完成后压缩
});for (File file : files) {downloadFile(file, () -> batchBarrier.await());
}

⚠️ 三、使用注意事项

问题	CountDownLatch	CyclicBarrier
死锁风险	子线程未调用`countDown()`导致主线程永久阻塞 → 需设超时`await(timeout, unit)`	线程被中断导致屏障损坏 → 需捕获`BrokenBarrierException`并重置`reset()`
性能开销	基于AQS实现，轻量级	依赖ReentrantLock，较重（适合低频同步）
动态调整参与者	❌ 初始化后不可变	✅ 通过`reset()`重置（需处理中断）

💎 四、总结：Android中的选型建议

场景特征	推荐工具	示例
主线程等待多个异步任务结果	`CountDownLatch`	启动页聚合初始化任务
多线程分阶段执行+重复同步	`CyclicBarrier`	游戏帧同步、批量下载分批次处理
需回调通知阶段完成	`CyclicBarrier`	所有线程到达屏障后触发日志/埋点