CyclicBarrier是java.util.concurrent包下面的一個(gè)工具類，字面意思是可循環(huán)使用（Cyclic）的屏障（Barrier），通過它可以實(shí)現(xiàn)讓一組線程到達(dá)一個(gè)屏障（也可以叫同步點(diǎn)）時(shí)被阻塞，直到最后一個(gè)線程到達(dá)屏障時(shí)，所有被屏障攔截的線程才會(huì)繼續(xù)執(zhí)行。

這篇文章將介紹CyclicBarrier這個(gè)同步工具類的以下幾點(diǎn)

通過案例分析

兩種不同構(gòu)造函數(shù)測(cè)試

CyclicBarrier和CountDownLatch的區(qū)別

await方法及源碼分析。

需求

繼上一篇CountDownLatch模擬游戲加載后，現(xiàn)在用戶點(diǎn)擊開始按鈕后，需要匹配包括自己在內(nèi)的五個(gè)玩家才能開始游戲，匹配玩家成功后進(jìn)入到選擇角色階段。當(dāng)5位玩家角色都選擇完畢后，開始進(jìn)入游戲。進(jìn)入游戲時(shí)需要加載相關(guān)的數(shù)據(jù)，待全部玩家都加載完畢后正式開始游戲。

解決方案

從需求中可以知道，想要開始游戲需要經(jīng)過三個(gè)階段，分別是

匹配玩家

選擇角色

加載數(shù)據(jù)

在這三個(gè)階段中，都需要互相等待對(duì)方完成才能繼續(xù)進(jìn)入下個(gè)階段。?
這時(shí)可以采用CyclicBarrier來作為各個(gè)階段的節(jié)點(diǎn)，等待其他玩家到達(dá)，在進(jìn)入下個(gè)階段。

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定義繼承Runnable的類

這里名稱就叫做StartGame，包含兩個(gè)屬性

private String player; private CyclicBarrier barrier;

通過構(gòu)造函數(shù)初始化兩個(gè)屬性

public StartGame(String player, CyclicBarrier barrier) {this.player = player;this.barrier = barrier; }

run方法如下

public void run() {try {System.out.println(this.getPlayer()+" 開始匹配玩家...");findOtherPlayer();barrier.await();System.out.println(this.getPlayer()+" 進(jìn)行選擇角色...");choiceRole();System.out.println(this.getPlayer()+" 角色選擇完畢等待其他玩家...");barrier.await();System.out.println(this.getPlayer()+" 開始游戲,進(jìn)行游戲加載...");loading();System.out.println(this.getPlayer()+" 游戲加載完畢等待其他玩家加載完成...");barrier.await();start();} catch (Exception e){e.printStackTrace();} }

其他的方法findOtherPlayer()、choiceRole()等待使用

Thread.sleep()

來模擬花費(fèi)時(shí)間

編寫測(cè)試代碼

CyclicBarrier有兩個(gè)構(gòu)造函數(shù),如下

public CyclicBarrier(int parties) {} public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {}

先來看看一個(gè)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)

CyclicBarrier(int parties)

public static void main(String[] args) throws IOException {CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(5);Thread player1 = new Thread(new StartGame("1",barrier));Thread player2 = new Thread(new StartGame("2",barrier));Thread player3 = new Thread(new StartGame("3",barrier));Thread player4 = new Thread(new StartGame("4",barrier));Thread player5 = new Thread(new StartGame("5",barrier));player1.start();player2.start();player3.start();player4.start();player5.start();System.in.read(); }

測(cè)試結(jié)果如下

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?

CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)

CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(5);

替換為

CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(5, () -> {try {System.out.println("階段完成，等待2秒...");Thread.sleep(2000);System.out.println("進(jìn)入下個(gè)階段...");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}});

再來看看效果

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?

可以看到在到達(dá)某個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，會(huì)執(zhí)行實(shí)例化CyclicBarrier時(shí)傳入的Runnable對(duì)象。而且每一次到達(dá)都會(huì)執(zhí)行一次。

CyclicBarrier和CountDownLatch的區(qū)別

await方法

public int await(){} public int await(long timeout, TimeUnit unit){}

無(wú)參的await方法這里就不做介紹了，主要介紹下有參的await方法。?
有參的await方法傳入兩個(gè)參數(shù)，一個(gè)是時(shí)間、另一個(gè)是時(shí)間單位?
當(dāng)調(diào)用有參的await方法時(shí)會(huì)出現(xiàn)下方兩個(gè)異常

java.util.concurrent.TimeoutException java.util.concurrent.BrokenBarrierException

TimeoutException異常是指調(diào)用await方法后等待時(shí)間超過傳入的時(shí)間，此時(shí)會(huì)將CyclicBarrier的狀態(tài)變成broken，其他調(diào)用await方法將會(huì)拋出BrokenBarrierException異常，這時(shí)的CyclicBarrier將變得不可用，需要調(diào)用reset()方法重置CyclicBarrier的狀態(tài)。

為什么這么說？?
源碼分析一波就可以看出來了?
不管是有參還是無(wú)參的await方法都是調(diào)用CyclicBarrier的dowait(boolean timed, long nanos)方法，這個(gè)方法代碼太長(zhǎng)了，截取部分貼出來

private int dowait(boolean timed, long nanos){//加鎖、try catch代碼final Generation g = generation;//判斷柵欄的狀態(tài)if (g.broken)throw new BrokenBarrierException();//...省略int index = --count;//(index == 0) 時(shí)的代碼，省略for (;;) {try {if (!timed)trip.await();else if (nanos > 0L)nanos = trip.awaitNanos(nanos);} catch (InterruptedException ie) {}//判斷柵欄的狀態(tài)if (g.broken)throw new BrokenBarrierException();if (g != generation)return index;//判斷是否是定時(shí)的，且已經(jīng)超時(shí)了if (timed && nanos <= 0L) {//打破柵欄的狀態(tài)breakBarrier();throw new TimeoutException();}}//解鎖 }

在代碼的尾部進(jìn)行判斷當(dāng)前等待是否已經(jīng)超時(shí)，如果是會(huì)調(diào)用breakBarrier()方法，且拋出TimeoutException異常，下面是breakBarrier()的代碼

private void breakBarrier() {generation.broken = true;count = parties;trip.signalAll(); }

代碼中將broken狀態(tài)置為true，表示當(dāng)前柵欄移除損壞狀態(tài)，且重置柵欄數(shù)量，然后喚醒其他等待的線程。此時(shí)被喚醒的線程或者其他線程進(jìn)入dowait方法時(shí)，都會(huì)拋出BrokenBarrierException異常

案例源代碼地址：https://github.com/rainbowda/learnWay/tree/master/learnConcurrency/src/main/java/com/learnConcurrency/utils/cyclicBarrier

覺得不錯(cuò)的點(diǎn)個(gè)Star，謝謝！

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的java多线程系列：通过对战游戏学习CyclicBarrier的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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