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[Java并发编程实战] 读书笔记(3):栅栏

 
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栅栏(Barrier)

栅栏(Barrier):如果说CountDownLatch是一扇打开了就永远关不上的门,那么栅栏就是一扇能反反复复打开关闭的门。例如:大家应该都跟过团去旅游,早上,大家陆陆续续来到出发点集合乘车等待出发,导游清点人头后出发,到达景区后大家自由活动,然后回到集合点集合上车准备前往下一个景点。

 

API如下:

// 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。

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,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。

public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) 

// 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。

public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException 

// 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。

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

// 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

public int getNumberWaiting() 。

// 返回要求启动此 barrier 的参与者数目。

public int getParties() 

// 查询此屏障是否处于损坏状态。

public boolean isBroken() 

// 将屏障重置为其初始状态。

public void reset() 

 

下面代码示例了一个 CPU数+1(main线程)的Barrier:当CPU数线程启动完毕后,main线程通知Barrier进入等待状态,这时Barrier开放,之前启动的CPU数线程和主main线程继续执行,拦截的线程通过后,Barrier自动恢复,main线程启动的下一轮CPU线程全部被Barrier阻塞,直到Barrier再次开放。

/*
 * TestBarrier
 * 
 * @author alchimie
 */
public class TestBarrier {
	private final CyclicBarrier barrier;
	private final int runNum;
	private final Random random = new Random();
	private final int nCpu;

	public TestBarrier(int runNum) {
		this.nCpu = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
		System.out.println("本机CPU为: " + nCpu + "  栅栏限制线程数为:" + (nCpu + 1));
		barrier = new CyclicBarrier(nCpu + 1, new worker(
				"Thread-worker"));
		this.runNum = runNum;
	}

	private class worker implements Runnable {
		private final String name;

		public worker(String name) {
			this.name = name;
		}

		public void run() {
			System.out.println(name + " 栅栏开放");
		}
	}

	private class randomIntWorker implements Runnable {
		public void run() {
			try {
				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 到达栅栏");
				barrier.await();
				int randomVal = random.nextInt(10);
				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 取得随机数:"
						+ randomVal);
			} catch (InterruptedException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			} catch (BrokenBarrierException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}

	public void execute() {
		for (int i = 0; i < nCpu * runNum; i++) {
			new Thread(new randomIntWorker()).start();
			if ((i + 1) % nCpu == 0) {
				try {
					// 主线程等待栅栏
					barrier.await();
				} catch (InterruptedException e) {
					return;
				} catch (BrokenBarrierException e) {
					return;
				}
			}
		}
	}

	public static void main(String args[]) {
		// 设置执行两轮
		TestBarrier tb = new TestBarrier(2);
		tb.execute();
	}
}

 

 

执行结果:

本机CPU为: 4  栅栏限制线程数为:5

Thread-0 到达栅栏

Thread-1 到达栅栏

Thread-2 到达栅栏

Thread-3 到达栅栏

Thread-worker 栅栏开放

Thread-3 取得随机数:5

Thread-2 取得随机数:9

Thread-0 取得随机数:4

Thread-1 取得随机数:4

Thread-4 到达栅栏

Thread-5 到达栅栏

Thread-6 到达栅栏

Thread-7 到达栅栏

Thread-worker 栅栏开放

Thread-7 取得随机数:6

Thread-4 取得随机数:8

Thread-6 取得随机数:9

Thread-5 取得随机数:1

 

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