CyclicBarrier

作用

同步辅助类，多个线程互相等待，直到到达同一个同步点，再继续一起执行，可有重复利用,通过构造函数可以设置一个等待的线程数，

线程调用await方法表示自己已经到达屏障点，然后会等待其他线程也到达。如果当前线程不是最后一个到达的，它将被阻塞在这里，直到所有线程都调用了await方法。

示例代码

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        
        CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3);

        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            final int threadId = i;
            new Thread(() -> {
                try {
                    System.out.println("线程 " + threadId + " 开始执行任务");
                    Thread.sleep((long) (Math.random() * 3000));
                    System.out.println("线程 " + threadId + " 到达屏障点");
                    barrier.await();// 在此处等待，直到3个线程都到达此处开始执行下面代码
                    System.out.println("线程 " + threadId + " 继续执行后续任务");
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }).start();
        }
    }
}

使用场景

• 模拟并发测试：在进行并发测试时，需要模拟多个并发请求同时到达某个点的情况，CyclicBarrier可以方便地实现这种场景，让所有模拟的并发线程在指定点等待，然后一起继续执行后续的测试操作
• 多线程任务协同：例如在一个并行计算任务中，需要多个线程分别处理不同的数据块，当所有数据块都处理完毕后，再进行汇总或下一步的计算，这时可以使用CyclicBarrier来确保所有线程都完成各自的任务后再继续。

实现原理

private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    /** Condition to wait on until tripped */
    private final Condition trip = lock.newCondition();
    /** The number of parties */
    private final int parties;
    /** The command to run when tripped */
    private final Runnable barrierCommand;
    /** The current generation */
    private Generation generation = new Generation();

    /**
     * Number of parties still waiting. Counts down from parties to 0
     * on each generation.  It is reset to parties on each new
     * generation or when broken.
     */
    private int count;

内部维护一个 ReentrantLock 和一个 Condition trip = lock.newCondition();

Generation 表示第几轮，CyclicBarrier 是可以循环利用的

count 表示等待的线程数

• 调用await方法时，调用线程会去获取lock锁，然后–count，count减 1，表示有一个线程已经到达屏障点。
• 接着判断count是否为 0，如果count不为 0，说明还有线程未到达屏障点，此时当前线程会调用trip.await()方法进入等待状态，并释放lock锁，让其他线程有机会获取锁并执行await操作。
• 当count为0 时，就唤醒所有在trip 等待的线程执行，同时Generation 次数加1