CyclicBarrier | 译

2022-11-02 本文已影响0人 zlzl_

https://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/util/concurrent/CyclicBarrier.html

Class CyclicBarrier

java.util.concurrent.CyclicBarrier
public class CyclicBarrier extends Object

一种同步辅助工具，它允许一组线程相互等待以达到共同的障碍点。 CyclicBarriers 在涉及固定大小的线程组的程序中很有用，这些线程组必须偶尔相互等待。屏障被称为循环的，因为它可以在等待线程被释放后重新使用。
CyclicBarrier 支持一个可选的 Runnable 命令，该命令在每个屏障点运行一次，在队伍中的最后一个线程到达之后，但在任何线程被释放之前。此屏障操作对于在任何一方继续之前更新共享状态很有用。

示例用法：以下是在并行分解设计中使用屏障的示例：

class Solver {
   final int N;
   final float[][] data;
   final CyclicBarrier barrier;

   class Worker implements Runnable {
     int myRow;
     Worker(int row) { myRow = row; }
     public void run() {
       while (!done()) {
         processRow(myRow);

         try {
           barrier.await();
         } catch (InterruptedException ex) {
           return;
         } catch (BrokenBarrierException ex) {
           return;
         }
       }
     }
   }

   public Solver(float[][] matrix) {
     data = matrix;
     N = matrix.length;
     barrier = new CyclicBarrier(N,
                                 new Runnable() {
                                   public void run() {
                                     mergeRows(...);
                                   }
                                 });
     for (int i = 0; i < N; ++i)
       new Thread(new Worker(i)).start();

     waitUntilDone();
   }
 }

在这里，每个工作线程处理矩阵的一行，然后在屏障处等待，直到处理完所有行。处理完所有行后，将执行提供的 Runnable 屏障操作并合并行。如果合并确定已找到解决方案，则 done() 将返回 true 并且每个工作人员将终止。
如果屏障动作在执行时不依赖于被挂起的各方，那么该方中的任何线程都可以在它被释放时执行该动作。为了促进这一点，每次调用 await() 都会返回该线程在屏障处的到达索引。然后，您可以选择哪个线程应该执行屏障操作，例如：

   if (barrier.await() == 0) {
     // log the completion of this iteration
   }

CyclicBarrier 对失败的同步尝试使用全有或全无中断模型：如果线程由于中断、故障或超时而过早离开屏障点，则在该屏障点等待的所有其他线程也会通过 BrokenBarrierException（或 InterruptedException 如果他们也几乎同时被打断）。

内存一致性效果：在调用 await() 之前线程中的操作发生在作为屏障操作的一部分的操作之前，而这些操作又在从其他线程中的相应 await() 成功返回之后发生的操作。

Constructor Detail

public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)

创建一个新的 CyclicBarrier，当给定数量的参与方（线程）正在等待它时，它将触发，并且当障碍被触发时，它将执行给定的屏障动作，由最后一个进入屏障的线程执行。

public CyclicBarrier(int parties)

创建一个新的 CyclicBarrier，它将在给定数量的参与方（线程）等待它时触发，并且在触发障碍时不执行预定义的操作。

public int getParties()

返回触发此障碍所需的参与方数量。

public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException

等到所有各方都在此屏障上调用了 await。
如果当前线程不是最后到达的，则出于线程调度目的将其禁用并处于休眠状态，直到发生以下情况之一：

最后一个线程到达；或者
其他一些线程中断当前线程；或者
其他一些线程中断了其他等待线程之一；或者
其他一些线程在等待屏障时超时；或者
其他一些线程在此屏障上调用 reset()。
如果当前线程：
在进入此方法时设置其中断状态；或者
等待时被打断
然后抛出 InterruptedException 并清除当前线程的中断状态。
如果在任何线程等待时屏障被 reset()，或者在调用 await 时屏障被破坏，或者在任何线程正在等待时，则抛出 BrokenBarrierException。

如果任何线程在等待时被中断，那么所有其他等待的线程都会抛出 BrokenBarrierException 并且屏障处于损坏状态。

如果当前线程是最后到达的线程，并且在构造函数中提供了非空屏障操作，则当前线程在允许其他线程继续之前运行该操作。如果在屏障操作期间发生异常，则该异常将在当前线程中传播，并且屏障处于损坏状态。

public int await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, BrokenBarrierException, TimeoutException

等待，直到所有各方都在此屏障上调用了 await，或者指定的等待时间过去。
如果当前线程不是最后到达的，则出于线程调度目的将其禁用并处于休眠状态，直到发生以下情况之一：

最后一个线程到达；或者
指定的超时时间过去；或者
其他一些线程中断当前线程；或者
其他一些线程中断了其他等待线程之一；或者
其他一些线程在等待屏障时超时；或者
其他一些线程在此屏障上调用 reset()。
如果当前线程：
在进入此方法时设置其中断状态；或者
等待时被打断
然后抛出 InterruptedException 并清除当前线程的中断状态。
如果指定的等待时间过去，则抛出 TimeoutException。如果时间小于或等于零，则该方法根本不会等待。

如果在任何线程等待时屏障被 reset()，或者在调用 await 时屏障被破坏，或者在任何线程正在等待时，则抛出 BrokenBarrierException。

如果任何线程在等待时被中断，那么所有其他等待的线程都会抛出 BrokenBarrierException 并且屏障处于损坏状态。

public boolean isBroken()

查询此屏障是否处于损坏状态。

public void reset()

将屏障重置为其初始状态。如果任何一方当前在屏障处等待，他们将返回一个 BrokenBarrierException。请注意，由于其他原因发生破损后的重置可能会很复杂；线程需要以其他方式重新同步，并选择一个执行重置。相反，最好为后续使用创建一个新的屏障。

public int getNumberWaiting()

返回当前在屏障处等待的参与方数量。此方法主要用于调试和断言。