Java循环屏障详解（CyclicBarrie多线程同步利器）

CyclicBarrier 的基本用法

创建 CyclicBarrier 时，需要指定参与等待的线程数量。每个线程调用 await() 方法表示自己已到达屏障点。当所有线程都调用了 await()，屏障被打破，所有线程继续执行。

简单示例

import java.util.concurrent.CyclicBarrier;public class CyclicBarrierExample {    public static void main(String[] args) {        int numberOfThreads = 3;        // 创建一个 CyclicBarrier，等待3个线程        CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(numberOfThreads, () -> {            System.out.println("所有线程已就位，屏障被打破！");        });        for (int i = 0; i < numberOfThreads; i++) {            new Thread(() -> {                try {                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 到达屏障...");                    barrier.await(); // 等待其他线程                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 继续执行！");                } catch (Exception e) {                    e.printStackTrace();                }            }).start();        }    }}

运行上述代码，你会看到类似以下输出：

Thread-0 到达屏障...Thread-2 到达屏障...Thread-1 到达屏障...所有线程已就位，屏障被打破！Thread-1 继续执行！Thread-0 继续执行！Thread-2 继续执行！

CyclicBarrier 的高级特性

1. 设置屏障动作（Barrier Action）

构造函数中的第二个参数是一个 Runnable 对象，称为“屏障动作”。它会在最后一个线程调用 await() 后、所有线程被释放前执行。这常用于汇总结果或日志记录。

2. 超时等待

await(long timeout, TimeUnit unit) 允许设置超时时间。如果在指定时间内未达到屏障点，会抛出 TimeoutException，此时屏障被视为已损坏（broken），其他等待的线程也会收到 BrokenBarrierException。

3. 可重用性

一旦所有线程通过屏障，CyclicBarrier 会自动重置，可以再次用于下一轮同步。这也是它与 CountDownLatch 的关键区别之一。

实际应用场景

• 多线程并行计算后汇总结果（如 MapReduce 模型）
• 游戏开发中等待所有玩家准备就绪再开始
• 测试框架中等待多个服务启动完成再执行测试

常见问题与注意事项

• 如果某个线程在等待期间被中断，屏障会被破坏，其他线程会抛出 BrokenBarrierException。
• 不要在屏障动作中执行耗时操作，以免阻塞所有线程。
• 确保参与屏障的线程数量与构造时指定的数量一致，否则程序会一直等待。

总结

CyclicBarrier 是 Java 并发工具箱中非常实用的同步工具，特别适合需要多线程协同工作的场景。通过本教程，你应该已经掌握了 Java循环屏障 的基本用法、高级特性和最佳实践。无论是学习 Java并发工具 还是解决实际的 多线程同步 问题，CyclicBarrier 都是一个值得掌握的利器。

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