Java多线程CyclicBarrier的实现代码

Java多线程中的CyclicBarrier是一种同步工具，能够让线程自动等待，直到所有线程同时到达某一个屏障点，再同时开始进行后面的操作。在本文中，我们将详细讲解CyclicBarrier的实现代码，包括定义CyclicBarrier、初始化CyclicBarrier、实现CyclicBarrier以及使用CyclicBarrier的代码示例。

定义CyclicBarrier

在使用CyclicBarrier之前，需要先定义CyclicBarrier对象。CyclicBarrier对象定义的基本语法是：

CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(parties);

其中，parties表示要同步的线程数。当所有线程都调用了wait()方法之后，就会触发CyclicBarrier.await()方法，然后线程就会开始执行。

初始化CyclicBarrier

CyclicBarrier初始化是为了执行CyclicBarrier.await()方法。在初始化CyclicBarrier之前，需要指定一个Runnable接口对象，在所有线程都到达屏障点时，这个Runnable接口对象会被执行。CyclicBarrier初始化的基本语法是：

CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(parties, runnable);

其中，parties表示要同步的线程数，runnable是一个Runnable接口对象，当所有线程都到达屏障点时，这个Runnable接口对象会被执行。使用一个示例来说明初始化CyclicBarrier的过程：

public class CyclicBarrierExample {
    public static void main(String[] args) {
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("所有线程都到达屏障点，开始执行特殊任务");
            }
        };
        CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(3, runnable);
        // 这里假设有三个线程需要同步
    }
}

实现CyclicBarrier

CyclicBarrier实现的基本语法是调用CyclicBarrier.await()方法。当线程调用CyclicBarrier.await()方法时，它会等待其他线程到达屏障点。如果所有线程都到达屏障点，则CyclicBarrier.await()方法返回，然后线程会开始执行Runnable接口对象中定义的任务。下面使用一个示例来说明如何实现CyclicBarrier：

public class CyclicBarrierExample {
    public static void main(String[] args) {
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("所有线程都到达屏障点，开始执行特殊任务");
            }
        };
        CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(3, runnable);
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("线程1到达屏障点");
                try {
                    cyclicBarrier.await();
                } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("线程1开始执行后续任务");
            }
        }).start();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("线程2到达屏障点");
                try {
                    cyclicBarrier.await();
                } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("线程2开始执行后续任务");
            }
        }).start();
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("线程3到达屏障点");
                try {
                    cyclicBarrier.await();
                } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("线程3开始执行后续任务");
            }
        }).start();
    }
}

在上述示例中，我们定义了一个CyclicBarrier对象，在CyclicBarrier对象初始化时，我们指定了要同步的线程数是3，然后定义了一个Runnable接口对象，在所有线程都到达屏障点时，这个Runnable接口对象会被执行。然后我们启动了三个线程，每个线程都调用了CyclicBarrier.await()方法，在所有线程都到达屏障点时，就会开始执行Runnable接口对象中定义的任务。

示例说明

上述代码示例已经大致说明了CyclicBarrier的使用方法。在实现CyclicBarrier的过程中，需要注意以下几点：

1. CyclicBarrier.await()可能会抛出InterruptedException和BrokenBarrierException两种异常。InterruptedException异常表示线程在等待过程中被中断，BrokenBarrierException异常表示CyclicBarrier被重置或者被破坏了。

2. CyclicBarrier使用之后，可以通过调用CyclicBarrier.reset()方法来重置CyclicBarrier，让线程再重新执行一遍。

3. CyclicBarrier不像CountDownLatch一样是减数操作，它是加数操作，即每一个调用CyclicBarrier.await()方法的线程会使屏障点计数器加一，而不是减一。只有当所有线程都调用了CyclicBarrier.await()方法之后，CyclicBarrier才会停止等待并执行Runnable接口对象中定义的任务。