Java线程学习笔记（十）CountDownLatch 和CyclicBarrier

CountDownLatch ：

一个同步辅助类，在完成一组正在其他线程中执行的操作之前，它允许一个或多个线程一直等待。
用给定的计数 初始化 CountDownLatch。由于调用了 countDown()
方法，所以在当前计数到达零之前，await
方法会一直受阻塞。之后，会释放所有等待的线程，await
的所有后续调用都将立即返回。这种现象只出现一次——计数无法被重置。

 

CountDownLatch 很适合用来将一个任务分为n个独立的部分，等这些部分都完成后继续接下来的任务，CountDownLatch 只能出发一次，计数值不能被重置。

CyclicBarrier：

一个同步辅助类，它允许一组线程互相等待，直到到达某个公共屏障点 (common barrier point)。在涉及一组固定大小的线程的程序中，这些线程必须不时地互相等待，此时 CyclicBarrier 很有用。因为该 barrier 在释放等待线程后可以重用，所以称它为循环 的 barrier。

CyclicBarrier可以多次重复使用

 

下面是两个例子，一个为基于CountDownLatch 的模拟项目，一个项目可以分为多个模块，只有但这些模块都完成后才可以继续下一步的工作。

一个为基于CyclicBarrier的接力赛模拟，有四个队员，当跑完后报出最终成绩。

 

 

Java代码  

1. package com.woxiaoe.study.thread;  
2.   
3. import java.util.Random;  
4. import java.util.concurrent.CountDownLatch;  
5. import java.util.concurrent.ExecutorService;  
6. import java.util.concurrent.Executors;  
7. import java.util.concurrent.TimeUnit;  
8.   
9. /** 
10.  * 模拟项目的开发，只有当每个模块都完成后，项目才完成 
11.  * 每个模块的用时不同 
12.  * @author 小e 
13.  * 
14.  * 2010-4-30 下午07:41:37 
15.  */  
16. class Module implements Runnable{  
17.     private CountDownLatch latch;  
18.     private String moduleName;  
19.     private int time;//用时  
20.       
21.       
22.   
23.     public Module(CountDownLatch latch, String moduleName,int time) {  
24.         super();  
25.         this.latch = latch;  
26.         this.moduleName = moduleName;  
27.         this.time = time;  
28.     }  
29.   
30.   
31.   
32.     @Override  
33.     public void run() {  
34.         try {  
35.             work();  
36.             latch.countDown();  
37.         } catch (InterruptedException e) {  
38.             // TODO Auto-generated catch block  
39.             e.printStackTrace();  
40.         }  
41.           
42.     }  
43.       
44.     private void work() throws InterruptedException{  
45.         TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(time);  
46.         System.out.println(moduleName + " 完成，耗时:" + time);  
47.     }  
48. }  
49. class Controller implements Runnable{  
50.     private CountDownLatch latch;  
51.   
52.     public Controller(CountDownLatch latch) {  
53.         super();  
54.         this.latch = latch;  
55.     }  
56.   
57.     @Override  
58.     public void run() {  
59.         try {  
60.             latch.await();  
61.             System.out.println("所有模块都完成，任务完成");  
62.         } catch (InterruptedException e) {  
63.             // TODO Auto-generated catch block  
64.             e.printStackTrace();  
65.         }  
66.           
67.     }  
68.       
69. }  
70. public class Project {  
71.     static final int SIZE = 20;  
72.     public static void main(String[] args) {  
73.         CountDownLatch latch = new CountDownLatch(SIZE);  
74.         Random r = new Random();  
75.         ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();  
76.         Controller controller = new Controller(latch);  
77.         exec.execute(controller);  
78.         for(int i = 0; i < SIZE; i++){  
79.             exec.execute(new Module(latch, "模块" + (i + 1), r.nextInt(2000)));  
80.         }  
81.           
82.         exec.shutdown();  
83.           
84.     }  
85.   
86. }  

 

 Output：

模块4 完成，耗时:108模块10 完成，耗时:123模块7 完成，耗时:136模块19 完成，耗时:235模块5 完成，耗时:475模块11 完成，耗时:653模块1 完成，耗时:745模块2 完成，耗时:826模块20 完成，耗时:1030模块16 完成，耗时:1151模块3 完成，耗时:1204模块15 完成，耗时:1219模块13 完成，耗时:1274模块17 完成，耗时:1337模块8 完成，耗时:1366模块6 完成，耗时:1491模块14 完成，耗时:1739模块18 完成，耗时:1766模块12 完成，耗时:1883模块9 完成，耗时:1951所有模块都完成，任务完成

 

Java代码  

1. package com.woxiaoe.study.thread;  
2.   
3. import java.util.Random;  
4. import java.util.concurrent.CyclicBarrier;  
5. import java.util.concurrent.ExecutorService;  
6. import java.util.concurrent.Executors;  
7. import java.util.concurrent.TimeUnit;  
8.   
9. /** 
10.  * 用java模拟4X100接力赛 
11.  * 当结束后 报成绩，应用CyclicBarrier 
12.  * @author 小e 
13.  * 
14.  * 2010-4-30 下午08:13:40 
15.  */  
16. class Player implements Runnable{  
17.     private String name;  
18.     private CyclicBarrier barrier;  
19.     private Player next;//下一棒  
20.     private int time;//用时  
21.     private boolean run;//第一棒  
22.     public Player(String name, CyclicBarrier barrier, boolean run) {  
23.         super();  
24.         this.name = name;  
25.         this.barrier = barrier;  
26.         this.run = run;  
27.     }  
28.     @Override  
29.     public void run() {  
30.         try {  
31.             synchronized (this) {  
32.                 while(!run){//等待队员  
33.                     wait();  
34.                 }  
35.             }  
36.             Random r = new Random();  
37.             TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(r.nextInt(2000));  
38.             next(next,11 + r.nextInt(2));  
39.         } catch (InterruptedException e) {  
40.             e.printStackTrace();  
41.         }  
42.           
43.     }  
44.     private void next(Player next, int time) {  
45.         System.out.println(name + " 用时：" + time + ",交接棒");  
46.         if(next != null){  
47.             next.setTime(this.time + time);  
48.             synchronized (next) {  
49.                 next.setRun(true);  
50.                 next.notify();  
51.             }  
52.         }else{  
53.             System.out.println("跑完，总用时：" + (this.time + time));  
54.         }  
55.     }  
56.     public void setTime(int time) {  
57.         this.time = time;  
58.     }  
59.     public int getTime(){  
60.         return this.time;  
61.     }  
62.     public void setNext(Player next) {  
63.         this.next = next;  
64.     }  
65.     public void setRun(boolean run) {  
66.         this.run = run;  
67.     }  
68.       
69. }  
70. public class RelayRace {  
71.       
72.     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  
73.         final Player[] players = new Player[4];  
74.         ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();  
75.         CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(4, new Runnable() {  
76.               
77.             @Override  
78.             public void run() {  
79.                 System.out.println("结束，总用时：" + players[3].getTime());  
80.             }  
81.         });  
82.         for(int i = 0; i < 4; i++){  
83.             players[i] = new Player("队员" + ( i + 1), barrier, i == 0);  
84.         }  
85.         for(int i = 0; i < 4; i++){  
86.             if( i < 3){  
87.                 players[i].setNext(players[i + 1]);  
88.                 exec.execute(players[i]);  
89.             }else{  
90.                 exec.execute(players[3]);  
91.                 break;  
92.             }  
93.         }  
94.         /*TimeUnit.SECONDS.sleep(3); 
95.          * CyclicBarrier 可以重用 
96.         for(int i = 0; i < 4; i++){ 
97.             if( i < 3){ 
98.                 players[i].setNext(players[i + 1]); 
99.                 exec.execute(players[i]); 
100.             }else{ 
101.                 exec.execute(players[3]); 
102.                 break; 
103.             } 
104.         }*/  
105.     }  
106.   
107. }  

 Output：

队员1 用时：11,交接棒队员2 用时：11,交接棒队员3 用时：11,交接棒队员4 用时：12,交接棒跑完，总用时：45