深入解析Java并发：CyclicBarrier源码剖析

"Java并发系列之CyclicBarrier源码分析" CyclicBarrier是Java并发编程中的一个强大工具，它允许一组线程互相等待，直到所有线程都达到一个共同的屏障点，然后一起继续执行。这个类是Java.util.concurrent包的一部分，用于多线程协同工作时的同步控制。 CyclicBarrier的核心功能在于它支持一个可重用的屏障，意味着当所有线程都到达屏障点后，它们可以重新开始新的一轮任务，这也是其名字“Cyclic”（循环）的由来。下面我们将深入解析CyclicBarrier的关键成员变量和工作原理。 1. **同步操作锁**: `private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();` CyclicBarrier使用ReentrantLock作为它的同步锁，确保在并发环境中的线程安全。 2. **线程拦截器**: `private final Condition trip = lock.newCondition();` 这个条件变量用于在线程到达屏障点时阻塞和唤醒线程。当满足特定条件（即所有线程都到达屏障点）时，trip会被用来唤醒等待的线程。 3. **每次拦截的线程数**: `private final int parties;` parties表示需要等待的线程数量，初始化时设定，通常在构造函数中传入。 4. **换代前执行的任务**: `private final Runnable barrierCommand;` 用户可以通过这个参数指定一个任务，在所有线程到达屏障点后但被释放前执行。这在某些场景下非常有用，比如计算中间结果或更新共享状态。 5. **当前代**: `private Generation generation = new Generation();` 用于跟踪当前的屏障周期，防止线程在新的屏障点到达前被提前唤醒。 6. **计数器**: `private int count;` 计数器跟踪到达屏障点的线程数，初始值等于parties。每当一个线程调用await()方法，count会减1，直到count变为0，所有线程都被唤醒。 7. **内部类Generation**: `private static class Generation { boolean broken = false; }` 用于表示CyclicBarrier的一个执行周期，broken标志表示当前屏障是否被破坏。如果在等待过程中有线程中断或者异常，broken会被设置为true，导致当前屏障失效，所有等待的线程都会收到异常。 CyclicBarrier的工作流程大致如下： 1. 各个线程调用`await()`方法，进入屏障点。 2. 当count减到0时，所有线程被唤醒，同时执行barrierCommand（如果有设置）。 3. 如果没有中断或异常发生，生成新的Generation，开始新的屏障周期。 4. 如果发生中断或异常，所有等待的线程都将收到`BrokenBarrierException`，并且屏障不再可用，除非通过调用`reset()`方法重置。 CyclicBarrier的应用场景包括但不限于多线程计算中的数据分区处理、分布式系统中的节点协调等。通过深入理解CyclicBarrier的源码，我们可以更好地利用它来设计高效、可靠的并发程序。