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Java中的CyclicBarrier是什么？

news 来源：原创 2025/5/25 22:13:49

在Java中，CyclicBarrier是一个用于在多线程中使多个线程在某个点上进行同步的同步辅助类。它允许一组线程互相等待，直到达到某个共同的障碍点（即阻塞点），从而实现线程间的协调。

CyclicBarrier的基本概念：

循环性：正如其名称所示，CyclicBarrier是“循环”的意思。一旦障碍点被所有参与线程通过，Barrier就会重置，允许下一轮的线程使用。这使得CyclicBarrier可以重复使用。
线程数量：当设置CyclicBarrier时，需要指定一组线程的数量，所有线程必须在同一时刻到达这一障碍点才能继续执行。
Barrier Action：可以在所有线程到达障碍点后执行一个可选的动作（Runnable），例如，输出信息或进行某些计算。

使用场景：

CyclicBarrier通常用于以下场景：

多阶段处理：当多个线程需要在多个阶段中彼此协调，确保所有线程都在每个阶段同时开始和结束时。
并行算法：在计算任务的并行执行中，各个计算步骤需要在特定点进行同步。

示例代码：

下面是一个使用CyclicBarrier的简单示例，其中三个线程需要在某个计算完成后才能继续执行下一步。

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;  
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;  

public class CyclicBarrierExample {  
    private static final int NUM_THREADS = 3;  
    private static final CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(NUM_THREADS, new BarrierAction());  

    public static void main(String[] args) {  
        for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {  
            new Thread(new Task(i)).start();  
        }  
    }  

    static class Task implements Runnable {  
        private final int threadId;  

        public Task(int id) {  
            this.threadId = id;  
        }  

        @Override  
        public void run() {  
            try {  
                System.out.println("Thread " + threadId + " is doing some work.");  
                // 模拟工作  
                Thread.sleep((long) (Math.random() * 1000));  
                System.out.println("Thread " + threadId + " reached the barrier.");  
                
                // 等待其他线程到达障碍  
                barrier.await();  
                
                System.out.println("Thread " + threadId + " has crossed the barrier and is continuing.");  
            } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {  
                e.printStackTrace();  
            }  
        }  
    }  

    static class BarrierAction implements Runnable {  
        @Override  
        public void run() {  
            System.out.println("All threads have reached the barrier. Barrier action executed.");  
        }  
    }  
}