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Java CyclicBarrier详解(多线程同步利器:CyclicBarrier使用教程)

在Java并发编程中,我们经常会遇到多个线程需要相互等待、协同工作的场景。这时,Java CyclicBarrier 就是一个非常实用的同步辅助类。本教程将从零开始,手把手教你如何使用 CyclicBarrier,即使是编程小白也能轻松掌握!

什么是 CyclicBarrier?

CyclicBarrier 是 Java 并发包(java.util.concurrent)中的一个同步工具类,它允许一组线程互相等待,直到所有线程都到达某个“屏障点”(barrier point),然后一起继续执行后续任务。

CountDownLatch 不同的是,CyclicBarrier 是可重用的(cyclic 表示“循环”的意思),也就是说,当所有线程完成一次等待后,它可以被再次使用。

Java CyclicBarrier详解(多线程同步利器:CyclicBarrier使用教程) CyclicBarrier  Java并发工具 CyclicBarrier使用教程 多线程同步 第1张

CyclicBarrier 的基本用法

创建一个 CyclicBarrier 对象时,你需要指定参与同步的线程数量。每个线程在执行到屏障点时调用 await() 方法,当所有线程都调用了 await() 后,它们才会继续执行。

简单示例

import java.util.concurrent.CyclicBarrier;public class CyclicBarrierExample {    public static void main(String[] args) {        int numberOfThreads = 3;        CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(numberOfThreads, () -> {            System.out.println("所有线程已就位,开始下一步!");        });        for (int i = 0; i < numberOfThreads; i++) {            new Thread(() -> {                try {                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 正在准备...");                    Thread.sleep((long) (Math.random() * 2000)); // 模拟准备时间                    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();        }    }}

在这个例子中,我们创建了 3 个线程,每个线程在完成自己的准备工作后调用 barrier.await()。只有当 3 个线程都调用了 await(),它们才会继续执行,并且会先执行我们在构造函数中传入的回调任务(打印“所有线程已就位…”)。

CyclicBarrier 的构造方法

CyclicBarrier 提供了两个构造方法:

  • CyclicBarrier(int parties):指定参与同步的线程数。
  • CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction):除了线程数,还可以指定一个所有线程到达屏障后执行的回调任务(barrierAction)。

常见应用场景

以下是几个典型的 Java并发工具 CyclicBarrier 使用场景:

  • 多线程数据加载:多个线程分别从不同数据源加载数据,全部加载完成后统一处理。
  • 并行计算分阶段执行:例如模拟器中,多个线程完成一阶段计算后,必须同步才能进入下一阶段。
  • 测试并发性能:让多个线程同时启动,以测试系统在高并发下的表现。

注意事项

  • 如果某个线程在等待过程中被中断或超时,CyclicBarrier 会进入“损坏”状态(broken),其他等待的线程会抛出 BrokenBarrierException
  • CyclicBarrier 是可重用的,一轮等待结束后,可以再次用于下一轮同步。
  • 不要在 barrierAction 中执行耗时过长的操作,以免阻塞其他线程。

总结

CyclicBarrier使用教程 到这里就结束了。通过本文,你应该已经掌握了如何在 Java 中使用 CyclicBarrier 实现多线程同步。它是 Java 并发编程中不可或缺的工具之一,特别适合需要多个线程协同工作的场景。

希望这篇教程能帮助你更好地理解 Java CyclicBarrier!如果你觉得有用,不妨动手写个小程序试试看吧!