什么是 Java 的 CyclicBarrier？

回答重点

CyclicBarrier 是一个同步辅助类，允许一组线程在执行某个任务时相互等待，直到所有线程都到达屏障（barrier）之后才继续执行。它的设计目的是解决多线程并发任务中需要同步的场景，确保所有参与的线程都在特定的点上完成执行，然后一起继续后续的任务。

扩展知识

基本概念

• 屏障（Barrier）：一个线程在调用 await() 方法时会被阻塞，直到所有参与的线程都到达屏障点。屏障点可以是一个特定的任务步骤。
• 线程数量：CyclicBarrier 需要的线程数量是预设的，当所有线程都到达屏障时，屏障被释放，所有线程可以继续执行。
• 重用性：CyclicBarrier 可以被重用，允许在多个阶段中同步线程。例如，在每个阶段的同步点上都可以使用 CyclicBarrier。

构造函数：

• CyclicBarrier(int parties)：初始化一个 CyclicBarrier 对象，设置需要等待的线程数量。
• CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)：除了设置线程数量外，还可以指定一个 Runnable 回调，在所有线程到达屏障后执行。

工作原理

它实际上是基于 ReentrantLock 和 Condition 的封装来实现这一功能的。

CyclicBarrier 内部维护了一个计数器，即达到屏障的线程数量，当线程调用 await 的时候计数器会减一，如果计数器减一不等于 0 的时候，线程会调用 condition.await 进行阻塞等待。

如果计数器减一的值等于 0，说明最后一个线程也到达了屏障，于是如果有 barrierAction 就执行 barrierAction ，然后调用 condition.signalAll 唤醒之前等待的线程，并且重置计数器，然后开启下一代，所以它可以循环使用。

在等待期间，如果屏障被打破（即出现异常），其他线程会被通知并抛出 BrokenBarrierException 异常。

使用示例

结果如下：