并发编程实战手册-线程同步辅助类之CyclicBarrier

CyclicBarrier
是一个同步辅助类，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 支持一个可选的 Runnable 命令，在一组线程中的最后一个线程到达之后（但在释放所有线程之前），该命令只在每个屏障点运行一次。若在继续所有参与线程之前更新共享状态，此屏障操作很有用。
方法摘要 intawait()           在所有参与者都已经在此 barrier 上调用 await 方法之前，将一直等待。 intawait(long timeout, TimeUnit unit)           在所有参与者都已经在此屏障上调用 await 方法之前将一直等待,或者超出了指定的等待时间。 intgetNumberWaiting()           返回当前在屏障处等待的参与者数目。 intgetParties()           返回要求启动此 barrier 的参与者数目。 booleanisBroken()           查询此屏障是否处于损坏状态。 voidreset()           将屏障重置为其初始状态。
下面的例子是在一个矩阵中查找指定的数字：
MatrixMock.java
import java.util.Random;public class MatrixMock {private int data[][];public MatrixMock(int size,int length,int number){int counter=0;data=new int[size][length];Random random=new Random(); for(int i=0;i<size;i++){for(int j=0;j<length;j++){data[i][j]=random.nextInt(10);if(data[i][j]==number){counter++;}}}System.out.println("MOCK: There are "+counter +" ocurrences of numbers in mock!");}public int[] getRow(int row){if((row>=0)&&(row<data.length)){return data[row];}return null;}}



Results.java

public class Results {private int data[];public Results(int size){data=new int[size];}public int[] getData() {return data;}public void setData(int position,int value) {data[position] = value;}}

Searcher.java
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;import java.util.concurrent.CyclicBarrier;public class Searcher implements Runnable{private int firstRow;private int lastRow;private MatrixMock matrixMock;private Results results;private int number;private final CyclicBarrier barrier;public Searcher(int firstRow,int lastRow,MatrixMock matrixMock,Results results,int number,CyclicBarrier barrier){this.firstRow=firstRow;this.lastRow=lastRow;this.matrixMock=matrixMock;this.results=results;this.number=number;this.barrier=barrier;}@Overridepublic void run() {int counter;System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"processing line from "+firstRow+" to "+lastRow);for(int i=firstRow;i<lastRow;i++){//获取二维数组的某一行int row[]=matrixMock.getRow(i);counter=0;//在特定行中查找值for(int j=0;j<row.length;j++){if(row[j]==number){counter++;}}results.setData(i, counter);}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"processed!");try {barrier.await();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} catch (BrokenBarrierException e) {e.printStackTrace();}}}


Grouper.java
public class Grouper implements Runnable{private Results results;public Grouper(Results results){this.results=results;}@Overridepublic void run() {int sum=0;int data[]=results.getData();for(int number:data){sum+=number;}System.out.println("Grouper: Total result: "+sum);}}


Main.java
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;import java.util.concurrent.Executor;import java.util.concurrent.Executors;public class Main {public static void main(String[] args) {final int ROWS=10000;final int NUMBERS=10000;final int SEARCHER=5;final int THREADS=5;//初始化二维数组MatrixMock matrixMock=new MatrixMock(ROWS, NUMBERS, SEARCHER);//初始化结果集,results的大小是和二维数组的总行数对应的,results[i]的值即为二维数组matrixMock的第i中要查找值的个数。Results results=new Results(10000);//初始化住线程Grouper grouper=new Grouper(results);//创建一个新的 CyclicBarrier，在给定数量的参与者（线程）处于等待状态时启动，并在启动 barrier 时执行给定的屏障操作即grouperCyclicBarrier barrier=new CyclicBarrier(THREADS, grouper);//初始化线程池Executor exe=Executors.newFixedThreadPool(THREADS);Searcher []searchers=new Searcher[THREADS];for(int i=0;i<THREADS;i++){//在不同的线程中进行统计searchers[i]=new Searcher(i*2000, (i*2000)+2000, matrixMock, results, SEARCHER, barrier);exe.execute(searchers[i]);}System.out.println("Main: The main thread has finised!");}}

执行结果如图：