CyclicBarrier/关卡,多个线程在关卡处同步,是CountDownLatch的加强版,多了一些有用的新特性。
Demo(Java7并发编程):在一个巨大的矩阵中寻找某个数字,任务可能相当耗时,于是多个线程分配好任务后一起上,人多力量大,大家都完成任务后,到组长那里汇报结果,组长再对结果进行统计(分治法)。
1.模拟矩阵
package java7.Lesson5_CyclicBarrier; import java.util.Random; import util.Util; public class MatrixMock { private int[][] data; public MatrixMock(int width,int length,int num){ int counter = 0; this.data = new int[width][length]; Random r = new Random(); for (int i=0;i<width;i++){ for (int j=0;j<length;j++){ data[i][j]=r.nextInt(10); if(data[i][j]==num){ counter++; } } } Util.sop("等于"+num+"的数字有"+counter+"个");//先知道答案,核对用 } //返回矩阵某行数据 public int[] getRow(int row){ if ((row >= 0)&&(row < data.length)){ return data[row]; }else{ return null; } } }
2.存放中间结果,即寻找线程生产的数据
package java7.Lesson5_CyclicBarrier; public class Results { private int[] data; public Results(int width){ this.data = new int[width]; } //此处不用实现同步,调用者保证不使用相同position public void setDate(int position,int val){ data[position] = val; } public int[] getData(){ return data; } }
3.搜索者
package java7.Lesson5_CyclicBarrier; import java.util.concurrent.BrokenBarrierException; import java.util.concurrent.CyclicBarrier; import util.Util; public class Searcher implements Runnable { private int firstRow; private int lastRow; private MatrixMock mock; private Results results; private int num; private final CyclicBarrier barrier; public Searcher(int firstRow, int lastRow, MatrixMock mock, Results results, int num, CyclicBarrier barrier) { super(); this.firstRow = firstRow; this.lastRow = lastRow; this.mock = mock; this.results = results; this.num = num; this.barrier = barrier; } @Override public void run() { int counter; System.out.printf("%s:查找范围是从%d到%d\n", Thread.currentThread().getName(), this.firstRow, this.lastRow); // 查找 for (int i = this.firstRow; i < this.lastRow; i++) { int[] row = mock.getRow(i); counter = 0; for (int j=0;j<row.length;j++){ if(num==row[j]){ counter++; } } results.setDate(i, counter); } Util.sop(Thread.currentThread().getName()+":搜索结束"); //等待 try { barrier.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (BrokenBarrierException e) { e.printStackTrace(); } } }
说明:
(1).大家注意到与CountDownLatch的await()方法不同,这里的await()方法抛出2个异常,InterruptedException是中断异常, BrokenBarrierException是关卡破坏异常,顾名思义,出现这个异常时,关卡被破坏,不再有意义。
(2).CyclicBarrier有个特殊状态(Broken),当有多个线程阻塞在await()处,某个线程突然中断,抛出InterruptedException,其它等待线程将抛出BrokenBarrierException。说好在一起你却突然不干了,大家只能散伙,这时Cyclicbarrier处于Broken状态,用isBroken()方法可以获取。
(3).另外,Cyclicbarrier是可以用reset()方法重置的,此时await()处阻塞的线程也会抛出BrokenBarrierException异常,这个也是可以理解的,组长宣布本次无效,大家只能乖乖从头再来。
4.负责统计的组长
package java7.Lesson5_CyclicBarrier; import util.Util; public class Grouper implements Runnable{ private Results results; public Grouper(Results results){ this.results = results; } @Override public void run() { int finalResults = 0; for(int d : results.getData()){ finalResults += d; } Util.sop("最终结果是:"+finalResults); } }
5.测试
package java7.Lesson5_CyclicBarrier; import java.util.concurrent.CyclicBarrier; public class Client { public static void main(String[] args) { final int rows = 10000; final int numbers = 1000; final int search = 5; final int participant = 5; final int lines_participant = 2000; MatrixMock mock = new MatrixMock(rows, numbers, search); Results results = new Results(rows); Grouper grouper = new Grouper(results); CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(participant, grouper); Searcher[] searchers = new Searcher[participant]; for (int i = 0; i < participant; i++) { searchers[i] = new Searcher(i * lines_participant, i * lines_participant + lines_participant, mock, results, 5, barrier); new Thread(searchers[i]).start(); } } }
说明:大家注意到:new CyclicBarrier(participant, grouper),当所有searcher线程通过关卡后grouper线程会被执行。员工干完活后,组长开始统计。
测试结果
等于5的数字有998605个 Thread-2:查找范围是从4000到6000 Thread-4:查找范围是从8000到10000 Thread-3:查找范围是从6000到8000 Thread-4:搜索结束 Thread-3:搜索结束 Thread-0:查找范围是从0到2000 Thread-1:查找范围是从2000到4000 Thread-0:搜索结束 Thread-1:搜索结束 Thread-2:搜索结束 最终结果是:998605
结果无误,符合预期。
CyclicBarrier是可以反复重置的,这个例子没有体现,另外CyclicBarrier的await()方法会给所有通过关卡的线程返回一个唯一的到达索引号,这对我们挑选出“领导者”线程有用(大家可以看一下领导者跟随者线程模型)
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主要介绍了java多线程之CyclicBarrier的使用方法的相关资料,希望通过本文能帮助到大家,让大家理解掌握这部分内容,需要的朋友可以参考下
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