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CyclicBarrier线程同步详解

2025-10-23 18:55:40 0浏览收藏

**Java线程同步利器：CyclicBarrier详解与应用场景** 在Java并发编程中，`CyclicBarrier`是一个强大的线程同步工具，它允许多个线程在达到一个共同的屏障点后，才一起继续执行。与`CountDownLatch`的一次性使用不同，`CyclicBarrier`支持重复使用，使其在多阶段并行任务中表现出色。本文将深入探讨`CyclicBarrier`的原理、构造方法和基本使用，并通过实例展示其在多阶段并行任务、并发性能测试以及游戏同步等场景下的应用。同时，我们也会讨论使用`CyclicBarrier`时需要注意的异常处理和线程中断问题，助你掌握这一高效的线程同步方法，提升多线程协作的效率与可控性。

CyclicBarrier是Java中用于线程同步的工具，允许多个线程相互等待直至全部到达屏障点后共同继续执行，支持重复使用，适用于多阶段并行任务、并发测试和游戏同步等场景。

如何在Java中使用CyclicBarrier实现线程同步

在Java中，CyclicBarrier 是一个用于线程同步的工具类，位于 java.util.concurrent 包中。它允许一组线程相互等待，直到所有线程都到达某个公共屏障点（barrier point），然后才继续执行。这种机制特别适用于多线程协作完成阶段性任务的场景。

什么是CyclicBarrier？

CyclicBarrier 的字面意思是“可循环使用的屏障”。当指定数量的线程都调用了 await() 方法后，这些线程会被阻塞，直到最后一个线程到达，此时所有线程同时被释放，可以继续执行。之后，这个屏障可以被重用（即“循环”）。

构造方法主要有两个：

CyclicBarrier(int parties)：指定需要等待的线程数量。
CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)：在所有线程到达屏障后，优先执行一个指定的 Runnable 任务。

基本使用示例

下面是一个简单的例子，模拟4个线程协同工作，必须全部准备就绪后才能开始下一步：

import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
<p>public class CyclicBarrierExample {
public static void main(String[] args) {
int threadCount = 4;
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(threadCount, 
() -> System.out.println("✅ 所有线程已就绪，开始执行下一阶段！"));</p><pre class="brush:java;toolbar:false;">    for (int i = 1; i <= threadCount; i++) {
        new Thread(() -> {
            try {
                String threadName = Thread.currentThread().getName();
                System.out.println("? " + threadName + " 正在准备...");
                Thread.sleep((long)(Math.random() * 3000)); // 模拟准备工作耗时
                System.out.println("✅ " + threadName + " 准备完成，等待其他线程...");
                barrier.await(); // 等待其他线程
                System.out.println("? " + threadName + " 开始执行后续任务！");
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }, "Thread-" + i).start();
    }
}

}

输出可能如下：

? Thread-1 正在准备...
? Thread-2 正在准备...
✅ Thread-1 准备完成，等待其他线程...
? Thread-3 正在准备...
✅ Thread-2 准备完成，等待其他线程...
? Thread-4 正在准备...
✅ Thread-4 准备完成，等待其他线程...
✅ Thread-3 准备完成，等待其他线程...
✅ 所有线程已就绪，开始执行下一阶段！
? Thread-1 开始执行后续任务！
? Thread-2 开始执行后续任务！
? Thread-3 开始执行后续任务！
? Thread-4 开始执行后续任务！