Java--CyclicBarrier使用简介

CyclicBarrier介绍 （一）
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。

　　主要使用方法：

//设置parties、count及barrierCommand属性。
CyclicBarrier(int):   

//当await的数量到达了设定的数量后，首先执行该Runnable对象。
CyclicBarrier(int,Runnable):   

//通知barrier已完成线程
await():

应用场景
　　在某种需求中，比如一个大型的任务，常常需要分配好多子任务去执行，只有当所有子任务都执行完成时候，才能执行　　主任务，这时候，就可以选择CyclicBarrier了。

实例分析
　　我们需要统计全国的业务数据。其中各省的数据库是独立的，也就是说按省分库。并且统计的数据量很大，统计过程也比较慢。为了提高性能，快速计算。我们采取并发的方式，多个线程同时计算各省数据，最后再汇总统计。在这里CyclicBarrier就非常有用。看代码：
主要类：

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

import utils.Tools.BillService;
import utils.Tools.TotalService;

    /**
     * 各省数据独立，分库存偖。为了提高计算性能，统计时采用每个省开一个线程先计算单省结果，最后汇总。
     *
     */
    public class Total {   

        // private ConcurrentHashMap result = new ConcurrentHashMap();   

        public static void main(String[] args) {
            TotalService totalService = new TotalServiceImpl();
            CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(5,
                    new TotalTask(totalService));   

            // 实际系统是查出所有省编码code的列表，然后循环，每个code生成一个线程。
            new BillTask(new BillServiceImpl(), barrier, "北京").start();
            new BillTask(new BillServiceImpl(), barrier, "上海").start();
            new BillTask(new BillServiceImpl(), barrier, "广西").start();
            new BillTask(new BillServiceImpl(), barrier, "四川").start();
            new BillTask(new BillServiceImpl(), barrier, "黑龙江").start();   

        }
    }   

    /**
     * 主任务：汇总任务
     */
    class TotalTask implements Runnable {
        private TotalService totalService;   

        TotalTask(TotalService totalService) {
            this.totalService = totalService;
        }   

        public void run() {
            // 读取内存中各省的数据汇总，过程略。
            totalService.count();
            System.out.println("=======================================");
            System.out.println("开始全国汇总");
        }
    }   

    /**
     * 子任务：计费任务
     */
    class BillTask extends Thread {
        // 计费服务
        private BillService billService;
        private CyclicBarrier barrier;
        // 代码，按省代码分类，各省数据库独立。
        private String code;   

        BillTask(BillService billService, CyclicBarrier barrier, String code) {
            this.billService = billService;
            this.barrier = barrier;
            this.code = code;
        }   

        public void run() {
            System.out.println("开始计算--" + code + "省--数据！");
            billService.bill(code);
            // 把bill方法结果存入内存，如ConcurrentHashMap,vector等,代码略
            System.out.println(code + "省已经计算完成,并通知汇总Service！");
            try {
                // 通知barrier已经完成
                barrier.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }   

    }  
import utils.Tools.BillService;

public class BillServiceImpl implements BillService {

    @Override
    public void bill(String code) {
        // TODO Auto-generated method stub

    }

}
import utils.Tools.TotalService;

public class TotalServiceImpl implements TotalService{

        @Override
        public void count() {
            // TODO Auto-generated method stub

        }

    }
package utils;

public class Tools {
    /**
     *
     */
    public interface BillService {

        /**
         * 各省计费
         *
         * @param code
         *            省编码
         */
        public void bill(String code);

    }

    /**
     *
     */
    public interface TotalService {

        /**
         * 汇总各省数据
         */
        public void count();

    }

}

结果：

开始计算--北京省--数据！
开始计算--四川省--数据！
开始计算--黑龙江省--数据！
开始计算--上海省--数据！
开始计算--广西省--数据！
上海省已经计算完成,并通知汇总Service！
黑龙江省已经计算完成,并通知汇总Service！
四川省已经计算完成,并通知汇总Service！
北京省已经计算完成,并通知汇总Service！
广西省已经计算完成,并通知汇总Service！
=======================================
开始全国汇总

CyclicBarrier介绍 （二）

张孝祥视频学习笔记：

CyclicBarrier 表示大家彼此等待，大家集合好后才开始出发，分散活动后又在i指定地点集合碰面，这就好比整个公司的人员利用周末时间集体郊游一样，先各自从家出发到公司集合后，再同时出发到公园游玩，在指定地点集合后再同时开始就餐……

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class CyclicBarrierTest {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
        final CyclicBarrier cb = new CyclicBarrier(3); // 三个线程同时到达
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            Runnable runnable = new Runnable() {
                public void run() {
                    try {
                        Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));
                        System.out.println("线程"
                                + Thread.currentThread().getName()
                                + "即将到达集合地点1，当前已有"
                                + (cb.getNumberWaiting() + 1)
                                + "个已到达"
                                + (cb.getNumberWaiting() == 2 ? "都到齐了，继续走啊"
                                        : "正在等候"));
                        try {
                            cb.await();
                        } catch (BrokenBarrierException e) {
                            // TODO Auto-generated catch block
                            e.printStackTrace();
                        }
                        Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));
                        System.out.println("线程"
                                + Thread.currentThread().getName()
                                + "即将到达集合地点2，当前已有"
                                + (cb.getNumberWaiting() + 1)
                                + "个已到达"
                                + (cb.getNumberWaiting() == 2 ? "都到齐了，继续走啊"
                                        : "正在等候"));
                        try {
                            cb.await();
                        } catch (BrokenBarrierException e) {
                            // TODO Auto-generated catch block
                            e.printStackTrace();
                        }
                        Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));
                        System.out.println("线程"
                                + Thread.currentThread().getName()
                                + "即将到达集合地点3，当前已有"
                                + (cb.getNumberWaiting() + 1)
                                + "个已到达"
                                + (cb.getNumberWaiting() == 2 ? "都到齐了，继续走啊"
                                        : "正在等候"));
                        try {
                            cb.await();
                        } catch (BrokenBarrierException e) {
                            // TODO Auto-generated catch block
                            e.printStackTrace();
                        }
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            };
            service.execute(runnable);
        }
        service.shutdown();
    }
}

输出结果

线程pool-1-thread-3即将到达集合地点1，当前已有1个已到达正在等候
线程pool-1-thread-2即将到达集合地点1，当前已有2个已到达正在等候
线程pool-1-thread-1即将到达集合地点1，当前已有3个已到达都到齐了，继续走啊
线程pool-1-thread-1即将到达集合地点2，当前已有1个已到达正在等候
线程pool-1-thread-2即将到达集合地点2，当前已有2个已到达正在等候
线程pool-1-thread-3即将到达集合地点2，当前已有3个已到达都到齐了，继续走啊
线程pool-1-thread-3即将到达集合地点3，当前已有1个已到达正在等候
线程pool-1-thread-1即将到达集合地点3，当前已有2个已到达正在等候
线程pool-1-thread-2即将到达集合地点3，当前已有3个已到达都到齐了，继续走啊

CyclicBarrier介绍 （三）

　　旅游，导游带队，只有在全部成员到齐的时候，导游才会下达去下一个景点的通知。

import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class Travel {
    private static final int THREAD_COUNT = 3;
//  当THREAD_COUNT 逐个减到0的时候，就开是执行runnable
    private final static CyclicBarrier CYSLIC_BARRIER = new CyclicBarrier(
            THREAD_COUNT, new Runnable() {

                @Override
                public void run() {
                    // TODO Auto-generated method stub
                    System.out.println("我是导游，本次点名结束，准备下一个景点。");
                }
            });

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
        for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++) {
            new Thread(String.valueOf(i)){
                public void run() {
                    try {
                        System.out.println("我是线程"+ this.getName()+"，我们到达旅游景点。");
                        CYSLIC_BARRIER.await();
                        System.out.println("我是线程"+ this.getName()+"，我们开始骑车。");
                        CYSLIC_BARRIER.await();
                        System.out.println("我是线程"+ this.getName()+"，我们开始爬山。");
                        CYSLIC_BARRIER.await();
                        System.out.println("我是线程"+ this.getName()+"，我们回宾馆休息。");
                        CYSLIC_BARRIER.await();
                        System.out.println("我是线程"+ this.getName()+"，我们骑车回家。");
                        CYSLIC_BARRIER.await();
                        System.out.println("我是线程"+ this.getName()+"，我们到家了。");
                        CYSLIC_BARRIER.await();
                    } catch (Exception e) {
                        // TODO: handle exception
                    }
                };
            }.start();
        }
    }

}

结果：

我是线程2，我们到达旅游景点。
我是线程0，我们到达旅游景点。
我是线程1，我们到达旅游景点。
我是导游，本次点名结束，准备下一个景点。
我是线程1，我们开始骑车。
我是线程0，我们开始骑车。
我是线程2，我们开始骑车。
我是导游，本次点名结束，准备下一个景点。
我是线程2，我们开始爬山。
我是线程0，我们开始爬山。
我是线程1，我们开始爬山。
我是导游，本次点名结束，准备下一个景点。
我是线程1，我们回宾馆休息。
我是线程0，我们回宾馆休息。
我是线程2，我们回宾馆休息。
我是导游，本次点名结束，准备下一个景点。
我是线程2，我们骑车回家。
我是线程0，我们骑车回家。
我是线程1，我们骑车回家。
我是导游，本次点名结束，准备下一个景点。
我是线程1，我们到家了。
我是线程0，我们到家了。
我是线程2，我们到家了。
我是导游，本次点名结束，准备下一个景点。
时间： 2024-10-05 05:41:39

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