java.util.concurrent
类 CyclicBarrier

java.lang.Object
  java.util.concurrent.CyclicBarrier

public class CyclicBarrier
extends Object

一个同步辅助类，它允许一组线程互相等待，直到到达某个公共屏障点 (common barrier point)。在涉及一组固定大小的线程的程序中，这些线程必须不时地互相等待，此时 CyclicBarrier 很有用。因为该 barrier 在释放等待线程后可以重用，所以称它为循环 的 barrier。

CyclicBarrier 支持一个可选的 Runnable 命令，在一组线程中的最后一个线程到达之后（但在释放所有线程之前），该命令只在每个屏障点运行一次。若在继续所有参与线程之前更新共享状态，此屏障操作 很有用。

示例用法：下面是一个在并行分解设计中使用 barrier 的例子：

 class Solver {
   final int N;
   final float[][] data;
   final CyclicBarrier barrier;
   
   class Worker implements Runnable {
     int myRow;
     Worker(int row) { myRow = row; }
     public void run() {
       while (!done()) {
         processRow(myRow);

         try {
           barrier.await(); 
         } catch (InterruptedException ex) { 
return; 
         } catch (BrokenBarrierException ex) { 
return; 
         }
       }
     }
   }

   public Solver(float[][] matrix) {
     data = matrix;
     N = matrix.length;
     barrier = new CyclicBarrier(N, 
                                 new Runnable() {
                                   public void run() { 
                                     mergeRows(...); 
                                   }
                                 });
     for (int i = 0; i < N; ++i) 
       new Thread(new Worker(i)).start();

     waitUntilDone();
   }
 }
 

在这个例子中，每个 worker 线程处理矩阵的一行，在处理完所有的行之前，该线程将一直在屏障处等待。处理完所有的行之后，将执行所提供的 Runnable 屏障操作，并合并这些行。如果合并者确定已经找到了一个解决方案，那么 done() 将返回 true，所有的 worker 线程都将终止。

如果屏障操作在执行时不依赖于正挂起的线程，则线程组中的任何线程在获得释放时都能执行该操作。为方便此操作，每次调用 await() 都将返回能到达屏障处的线程的索引。然后，您可以选择哪个线程应该执行屏障操作，例如：

  if (barrier.await() == 0) {
     // log the completion of this iteration
   }

对于失败的同步尝试，CyclicBarrier 使用了一种要么全部要么全不 (all-or-none) 的破坏模式：如果因为中断、失败或者超时等原因，导致线程过早地离开了屏障点，那么在该屏障点等待的其他所有线程也将通过 BrokenBarrierException（如果它们几乎同时被中断，则用 InterruptedException）以反常的方式离开。

内存一致性效果：线程中调用 await() 之前的操作 happen-before 那些是屏障操作的一部份的操作，后者依次 happen-before 紧跟在从另一个线程中对应 await() 成功返回的操作。

从以下版本开始：

1.5

另请参见：

CountDownLatch

构造方法摘要

CyclicBarrier(int parties)
创建一个新的 CyclicBarrier，它将在给定数量的参与者（线程）处于等待状态时启动，但它不会在启动 barrier 时执行预定义的操作。

CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)
创建一个新的 CyclicBarrier，它将在给定数量的参与者（线程）处于等待状态时启动，并在启动 barrier 时执行给定的屏障操作，该操作由最后一个进入 barrier 的线程执行。

方法摘要

int	await() 在所有参与者都已经在此 barrier 上调用 await 方法之前，将一直等待。
int	await(long timeout, TimeUnit unit) 在所有参与者都已经在此屏障上调用 await 方法之前将一直等待,或者超出了指定的等待时间。
int	getNumberWaiting() 返回当前在屏障处等待的参与者数目。
int	getParties() 返回要求启动此 barrier 的参与者数目。
boolean	isBroken() 查询此屏障是否处于损坏状态。
void	reset() 将屏障重置为其初始状态。

从类 java.lang.Object 继承的方法

clone, equals, finalize, getClass, hashCode, notify, notifyAll, toString, wait, wait, wait

构造方法详细信息

CyclicBarrier

public CyclicBarrier(int parties,
                     Runnable barrierAction)

创建一个新的 CyclicBarrier，它将在给定数量的参与者（线程）处于等待状态时启动，并在启动 barrier 时执行给定的屏障操作，该操作由最后一个进入 barrier 的线程执行。

参数：

parties - 在启动 barrier 前必须调用 await() 的线程数

barrierAction - 在启动 barrier 时执行的命令；如果不执行任何操作，则该参数为 null

抛出：

IllegalArgumentException - 如果 parties 小于 1

CyclicBarrier

public CyclicBarrier(int parties)

创建一个新的 CyclicBarrier，它将在给定数量的参与者（线程）处于等待状态时启动，但它不会在启动 barrier 时执行预定义的操作。

参数：

parties - 在启动 barrier 前必须调用 await() 的线程数

抛出：

IllegalArgumentException - 如果 parties 小于 1

方法详细信息

getParties

public int getParties()

返回要求启动此 barrier 的参与者数目。

返回：

要求启动此 barrier 的参与者数目

await

public int await()
          throws InterruptedException,
                 BrokenBarrierException

在所有参与者都已经在此 barrier 上调用 await 方法之前，将一直等待。

如果当前线程不是将到达的最后一个线程，出于调度目的，将禁用它，且在发生以下情况之一前，该线程将一直处于休眠状态：

• 最后一个线程到达；或者
• 其他某个线程中断当前线程；或者
• 其他某个线程中断另一个等待线程；或者
• 其他某个线程在等待 barrier 时超时；或者
• 其他某个线程在此 barrier 上调用 reset()。

如果当前线程：

• 在进入此方法时已经设置了该线程的中断状态；或者
• 在等待时被中断

则抛出 InterruptedException，并且清除当前线程的已中断状态。

如果在线程处于等待状态时 barrier 被 reset()，或者在调用 await 时 barrier 被损坏，抑或任意一个线程正处于等待状态，则抛出 BrokenBarrierException 异常。

如果任何线程在等待时被 中断，则其他所有等待线程都将抛出 BrokenBarrierException 异常，并将 barrier 置于损坏状态。

如果当前线程是最后一个将要到达的线程，并且构造方法中提供了一个非空的屏障操作，则在允许其他线程继续运行之前，当前线程将运行该操作。如果在执行屏障操作过程中发生异常，则该异常将传播到当前线程中，并将 barrier 置于损坏状态。

返回：

到达的当前线程的索引，其中，索引 getParties() - 1 指示将到达的第一个线程，零指示最后一个到达的线程

抛出：

InterruptedException - 如果当前线程在等待时被中断

BrokenBarrierException - 如果另一个 线程在当前线程等待时被中断或超时，或者重置了 barrier，或者在调用 await 时 barrier 被损坏，抑或由于异常而导致屏障操作（如果存在）失败。

await

public int await(long timeout,
                 TimeUnit unit)
          throws InterruptedException,
                 BrokenBarrierException,
                 TimeoutException

在所有参与者都已经在此屏障上调用 await 方法之前将一直等待,或者超出了指定的等待时间。

如果当前线程不是将到达的最后一个线程，出于调度目的，将禁用它，且在发生以下情况之一前，该线程将一直处于休眠状态：

• 最后一个线程到达；或者
• 超出指定的超时时间；或者
• 其他某个线程中断当前线程；或者
• 其他某个线程中断另一个等待线程；或者
• 其他某个线程在等待 barrier 时超时；或者
• 其他某个线程在此 barrier 上调用 reset()。

如果当前线程：

• 在进入此方法时已经设置了该线程的中断状态；或者
• 在等待时被中断

则抛出 InterruptedException，并且清除当前线程的已中断状态。

如果超出指定的等待时间，则抛出 TimeoutException 异常。如果该时间小于等于零，则此方法根本不会等待。

如果在线程处于等待状态时 barrier 被 reset()，或者在调用 await 时 barrier 被损坏，抑或任意一个线程正处于等待状态，则抛出 BrokenBarrierException 异常。

如果任何线程在等待时被中断，则其他所有等待线程都将抛出 BrokenBarrierException，并将屏障置于损坏状态。

如果当前线程是最后一个将要到达的线程，并且构造方法中提供了一个非空的屏障操作，则在允许其他线程继续运行之前，当前线程将运行该操作。如果在执行屏障操作过程中发生异常，则该异常将传播到当前线程中，并将 barrier 置于损坏状态。

参数：

timeout - 等待 barrier 的时间

unit - 超时参数的时间单位

返回：

到达的当前线程的索引，其中，索引 getParties() - 1 指示第一个将要到达的线程，零指示最后一个到达的线程

抛出：

InterruptedException - 如果当前线程在等待时被中断

TimeoutException - 如果超出了指定的超时时间

BrokenBarrierException - 如果另一个 线程在当前线程等待时被中断或超时，或者重置了 barrier，或者调用 await 时 barrier 被损坏，抑或由于异常而导致屏障操作（如果存在）失败。

isBroken

public boolean isBroken()

查询此屏障是否处于损坏状态。

返回：

如果因为构造或最后一次重置而导致中断或超时，从而使一个或多个参与者摆脱此 barrier，或者因为异常而导致某个屏障操作失败，则返回 true；否则返回 false。

reset

public void reset()

将屏障重置为其初始状态。如果所有参与者目前都在屏障处等待，则它们将返回，同时抛出一个 BrokenBarrierException。注意，在由于其他原因造成损坏之后，实行重置可能会变得很复杂；此时需要使用其他方式重新同步线程，并选择其中一个线程来执行重置。与为后续使用创建一个新 barrier 相比，这种方法可能更好一些。

getNumberWaiting

public int getNumberWaiting()

返回当前在屏障处等待的参与者数目。此方法主要用于调试和断言。

返回：

当前阻塞在 await() 中的参与者数目。