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CyclicBarrier线程同步原理与使用详解

2025-12-16 09:16:41 0浏览收藏

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有志者，事竟成！如果你在学习文章，那么本文《Java中CyclicBarrier线程协调方法详解》，就很适合你！文章讲解的知识点主要包括，若是你对本文感兴趣，或者是想搞懂其中某个知识点，就请你继续往下看吧~

CyclicBarrier是Java中用于多线程在屏障点同步的工具，当指定数量的线程都调用await()后，所有线程继续执行，且支持重复使用。

在Java中如何使用CyclicBarrier协调线程执行_CyclicBarrier并发控制方法

在Java并发编程中，CyclicBarrier 是一种同步辅助工具，用于让一组线程彼此等待，直到所有线程都到达某个公共的屏障点后再继续执行。它特别适用于多线程协作完成阶段性任务的场景，比如并行计算中的各个线程需要在每一步完成后同步一次。

什么是CyclicBarrier

CyclicBarrier 字面意思是“可循环使用的屏障”。它允许指定数量的线程在执行过程中互相等待，直到最后一个线程到达屏障点，所有被阻塞的线程才会同时继续执行。与 CountDownLatch 不同的是，CyclicBarrier 在被触发后可以被重置并重复使用。

构造方法如下：

CyclicBarrier(int parties)
CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)

其中：
- parties 表示需要等待的线程数量。
- barrierAction 是一个可选的 Runnable 任务，它会在所有线程到达屏障后、任何线程继续执行前运行，通常用于汇总操作或日志记录。

基本使用示例

下面是一个简单的例子，模拟4个线程进行任务处理，在全部准备就绪后统一出发：

import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

public class CyclicBarrierExample {
    public static void main(String[] args) {
        int threadCount = 4;
        CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(threadCount, () -> {
            System.out.println("所有线程已准备就绪，开始执行下一阶段！");
        });

        for (int i = 1; i <= threadCount; i++) {
            new Thread(() -> {
                try {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 正在准备...");
                    Thread.sleep((long)(Math.random() * 3000)); // 模拟准备耗时
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 准备完成，等待其他线程...");
                    barrier.await(); // 等待其他线程
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 继续执行后续任务。");
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }).start();
        }
    } }

输出可能类似：

Thread-0 正在准备...
Thread-1 正在准备...
Thread-2 正在准备...
Thread-3 正在准备...
Thread-2 准备完成，等待其他线程...
Thread-1 准备完成，等待其他线程...
Thread-0 准备完成，等待其他线程...
Thread-3 准备完成，等待其他线程...
所有线程已准备就绪，开始执行下一阶段！
Thread-3 继续执行后续任务。
Thread-0 继续执行后续任务。
Thread-1 继续执行后续任务。
Thread-2 继续执行后续任务。

await方法的行为与异常处理

调用 barrier.await() 会使当前线程阻塞，直到所有线程都调用了 await 或发生中断/超时。

如果线程被中断，会抛出 InterruptedException。
如果等待过程中出现异常或超时，会抛出 BrokenBarrierException。
一旦屏障被打破（broken），所有后续的 await 调用都会立即抛出 BrokenBarrierException。

可通过 isBroken() 方法检查屏障是否已被破坏。

重复使用CyclicBarrier

与 CountDownLatch 不同，CyclicBarrier 支持重复使用。当所有线程通过屏障后，屏障会自动重置。例如可用于周期性任务的同步：

CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3);

Runnable task = () -> {
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 执行第 " + (i+1) + " 阶段工作");
            Thread.sleep(1000);
            barrier.await(); // 每阶段同步一次
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
};

三个线程将分三个阶段协同执行，每个阶段结束后才进入下一阶段。

基本上就这些。CyclicBarrier 提供了一种简洁高效的线程协调方式，适合多线程分阶段同步的场景，掌握其使用能有效提升并发程序的可控性和可读性。

以上就是《CyclicBarrier线程同步原理与使用详解》的详细内容，更多关于java的资料请关注golang学习网公众号！

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