阿里一面:CyclicBarrier和CountDownLatch的区别?
引言
前面一篇文章我们《Java高并发编程基础三大利器之CountDownLatch》它有一个缺点，就是它的计数器只能够使用一次，也就是说当计数器（state）减到为 0的时候，如果 再有线程调用去 await() 方法，该线程会直接通过，不会再起到等待其他线程执行结果起到同步的作用。为了解决这个问题CyclicBarrier就应运而生了。
什么是CyclicBarrier
CyclicBarrier是什么？把它拆开来翻译就是循环（Cycle）和屏障（Barrier）
它的主要作用其实和CountDownLanch差不多，都是让一组线程到达一个屏障时被阻塞，直到最后一个线程到达屏障时，屏障会被打开，所有被屏障阻塞的线程才会继续执行，不过它是可以循环执行的，这是它与CountDownLanch最大的不同。CountDownLanch是只有当最后一个线程把计数器置为0的时候，其他阻塞的线程才会继续执行。学习CyclicBarrier之前建议先去看看这几篇文章：
《Java高并发编程基础三大利器之CountDownLatch》
如何使用
我们首先先来看下关于使用
CyclicBarrier的一个demo：比如游戏中有个关卡的时候，每次进入下一关的时候都需要进行加载一些地图、特效背景音乐什么的只有全部加载完了才能够进行游戏:/**demo 来源https://blog.csdn.net/lstcui/article/details/107389371* 公众号【java金融】*/public class CyclicBarrierExample {static class PreTaskThread implements Runnable { private String task; private CyclicBarrier cyclicBarrier; public PreTaskThread(String task, CyclicBarrier cyclicBarrier) { this.task = task; this.cyclicBarrier = cyclicBarrier; } @Override public void run() { for (int i = 0; i < 4; i ) { Random random = new Random(); try { Thread.sleep(random.nextInt(1000)); System.out.println(String.format("关卡 %d 的任务 %s 完成", i, task)); cyclicBarrier.await(); } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) { e.printStackTrace(); } } } public static void main(String[] args) { CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(3, () -> { System.out.println("本关卡所有的前置任务完成，开始游戏... ..."); }); new Thread(new PreTaskThread("加载地图数据", cyclicBarrier)).start(); new Thread(new PreTaskThread("加载人物模型", cyclicBarrier)).start(); new Thread(new PreTaskThread("加载背景音乐", cyclicBarrier)).start(); }}}输出结果如下：
我们可以看到每次游戏开始都会等当前关卡把游戏的人物模型，地图数据、背景音乐加载完成后才会开始进行游戏。并且还是可以循环控制的。
源码分析
结构组成
/** The lock for guarding barrier entry */private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();/** Condition to wait on until tripped */private final Condition trip = lock.newCondition();/** The number of parties */private final int parties;/* The command to run when tripped */private final Runnable barrierCommand;/** The current generation */private Generation generation = new Generation();
lock:用于保护屏障入口的锁
trip :达到屏障并且不能放行的线程在trip条件变量上等待
parties :栅栏开启需要的到达线程总数
barrierCommand：最后一个线程到达屏障后执行的回调任务
generation：这是一个内部类，通过它实现
CyclicBarrier重复利用，每当await达到最大次数的时候，就会重新new一个，表示进入了下一个轮回。里面只有一个boolean型属性，用来表示当前轮回是否有线程中断。主要方法
await方法public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException { try { return dowait(false, 0L); } catch (TimeoutException toe) { throw new Error(toe); // cannot happen }}/** * Main barrier code, covering the various policies. */private int dowait(boolean timed, long nanos) throws InterruptedException, BrokenBarrierException, TimeoutException { final ReentrantLock lock = this.lock; lock.lock(); try { //获取barrier当前的 “代”也就是当前循环 final Generation g = generation; if (g.broken) throw new BrokenBarrierException(); if (Thread.interrupted()) { breakBarrier(); throw new InterruptedException(); } // 每来一个线程调用await方法都会进行减1 int index = --count; if (index == 0) { // tripped boolean ranAction = false; try { final Runnable command = barrierCommand; // new CyclicBarrier 传入 的barrierCommand, command.run()这个方法是同步的，如果耗时比较多的话,是否执行的时候需要考虑下是否异步来执行。 if (command != null) command.run(); ranAction = true; // 这个方法1. 唤醒所有阻塞的线程，2. 重置下count（count 每来一个线程都会进行减1）和generation，以便于下次循环。 nextGeneration(); return 0; } finally { if (!ranAction) breakBarrier(); } } // loop until tripped, broken, interrupted, or timed out for (;;) { try { // 进入if条件，说明是不带超时的await if (!timed) // 当前线程会释放掉lock，然后进入到trip条件队列的尾部，然后挂起自己，等待被唤醒。 trip.await(); else if (nanos > 0L) //说明当前线程调用await方法时 是指定了 超时时间的！ nanos = trip.awaitNanos(nanos); } catch (InterruptedException ie) { //Node节点在 条件队列内 时 收到中断信号时 会抛出中断异常！ //g == generation 成立，说明当前代并没有变化。 //! g.broken 当前代如果没有被打破，那么当前线程就去打破，并且抛出异常.. if (g == generation && ! g.broken) { breakBarrier(); throw ie; } else { // We're about to finish waiting even if we had not // been interrupted, so this interrupt is deemed to // "belong" to subsequent execution. //执行到else有几种情况？ //1.代发生了变化，这个时候就不需要抛出中断异常了，因为 代已经更新了，这里唤醒后就走正常逻辑了..只不过设置下 中断标记。 //2.代没有发生变化，但是代被打破了，此时也不用返回中断异常，执行到下面的时候会抛出 brokenBarrier异常。也记录下中断标记位。 Thread.currentThread().interrupt(); } } //唤醒后，执行到这里，有几种情况？ //1.正常情况，当前barrier开启了新的一代（trip.signalAll()） //2.当前Generation被打破，此时也会唤醒所有在trip上挂起的线程 //3.当前线程trip中等待超时，然后主动转移到 阻塞队列 然后获取到锁 唤醒。 if (g.broken) throw new BrokenBarrierException(); //唤醒后，执行到这里，有几种情况？ //1.正常情况，当前barrier开启了新的一代（trip.signalAll()） //2.当前线程trip中等待超时，然后主动转移到 阻塞队列 然后获取到锁 唤醒。 if (g != generation) return index; //唤醒后，执行到这里，有几种情况？ //.当前线程trip中等待超时，然后主动转移到 阻塞队列 然后获取到锁 唤醒。 if (timed && nanos <= 0L) { breakBarrier(); throw new TimeoutException(); } } } finally { lock.unlock(); }}小结
到了这里我们是不是可以知道为啥
CyclicBarrier可以进行循环计数？
CyclicBarrier采用一个内部类Generation来维护当前循环，每一个await方法都会存储当前的generation，获取到相同generation对象的属于同一组，每当count的次数耗尽就会重新new一个Generation并且重新设置count的值为parties，表示进入下一次新的循环。
从这个await方法我们是不是可以知道只要有一个线程被中断了，当代的generation的broken就会被设置为true，所以会导致其他的线程也会被抛出BrokenBarrierException。相当于一个失败其他也必须失败，感觉有“强一致性“的味道。总结
CountDownLanch是为计数器是设置一个值，当多次执行countdown后，计数器减为0的时候所有线程被唤醒，然后CountDownLanch失效，只能够使用一次。CyclicBarrier是当count为0时同样唤醒全部线程，同时会重新设置count为parties，重新new一个generation来实现重复利用。
结束
由于自己才疏学浅，难免会有纰漏，假如你发现了错误的地方，还望留言给我指出来,我会对其加以修正。
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