面试官：说一说CyclicBarrier的妙用！我：这个没用过...

写在开头

面试官：同学，AQS的原理知道吗？
我：学过一点，抽象队列同步器，Java中很多同步工具都是基于它的…
面试官：好的，那其中CyclicBarrier学过吗？讲一讲它的妙用吧
我：啊，这个，这个我平时写代码没用过…
面试官：那你回去再学学吧！

随着Java的国内竞争环境逐渐激烈，面试时遇到很多奇葩的问题也是越来越多，以上是模拟的一个面试场景，同学们看下你们能答得上来不？😝

什么是CyclicBarrier？

在过去的几天里，我们基于AQS学习了不少内容，其中基于AQS构建的同步工具类也学了Semaphore（信号量）和CountDownLatch（倒计时器），甚至于也手撕过同步器，今天我们继续来学习另外一个同步类：CyclicBarrier

CyclicBarrier（循环屏障）：让一组线程到达一个屏障（也可以叫同步点）时被阻塞，直到最后一个线程到达屏障时，屏障才会开门，所有被屏障拦截的线程才会继续干活。

CyclicBarrier的原理

在CyclicBarrier有两个成员变量分别为parties，count，前者代表每次拦截的线程数量，后者是初始化时保持和parties相等的计数标识，每有一个线程执行到同步点时，count减1，当count值变为0时说明所有线程都走到了同步点，这时就可以尝试执行我们在构造方法中设计的任务啦。

【源码解析1】

//每次拦截的线程数
private final int parties;
//计数器
private int count;//一个参数的构造
public CyclicBarrier(int parties) {this(parties, null);
}
//多参构造，parties为拦截线程数，barrierAction这个 Runnable会在 CyclicBarrier 的计数器为 0 的时候执行，用来完成更复杂的任务。
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {if (parties <= 0) throw new IllegalArgumentException();this.parties = parties;this.count = parties;this.barrierCommand = barrierAction;
}

每个线程通过调用await方法告诉CyclicBarrier已经到达屏障，然后进行阻塞等待，知道count等于0，所有线程都到达了屏障，因此，我们跟入await方法的源码中去看一下。

【源码解析2】

public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException {try {return dowait(false, 0L);} catch (TimeoutException toe) {throw new Error(toe); // cannot happen}
}
//await方法内部，继续调用dowait方法实现功能
private int dowait(boolean timed, long nanos)throws InterruptedException, BrokenBarrierException,TimeoutException {final ReentrantLock lock = this.lock;// 锁住lock.lock();try {final Generation g = generation;if (g.broken)throw new BrokenBarrierException();// 如果线程中断了，抛出异常if (Thread.interrupted()) {//打破屏障breakBarrier();throw new InterruptedException();}// cout减1int index = --count;// 当 count 数量减为 0 之后说明最后一个线程已经到达栅栏了，也就是达到了可以执行await 方法之后的条件if (index == 0) {  // trippedboolean ranAction = false;try {final Runnable command = barrierCommand;if (command != null)command.run();ranAction = true;// 将 count 重置为 parties 属性的初始化值// 唤醒之前等待的线程// 下一波执行开始nextGeneration();return 0;} finally {if (!ranAction)breakBarrier();}}// loop until tripped, broken, interrupted, or timed outfor (;;) {try {if (!timed)trip.await();else if (nanos > 0L)nanos = trip.awaitNanos(nanos);} catch (InterruptedException ie) {if (g == generation && ! g.broken) {breakBarrier();throw ie;} else {// We're about to finish waiting even if we had not// been interrupted, so this interrupt is deemed to// "belong" to subsequent execution.Thread.currentThread().interrupt();}}if (g.broken)throw new BrokenBarrierException();if (g != generation)return index;if (timed && nanos <= 0L) {breakBarrier();throw new TimeoutException();}}} finally {lock.unlock();}
}

在dowait(boolean timed, long nanos)，可以通过时间参数来设置阻塞的时间，默认为false，在这个方法内部，每次线程调用await后，都会进行–count操作，直到index为0时，会去执行command，然后唤醒线程继续向下执行，CyclicBarrier 的计数器可以通过reset()方法重置，所以它能处理循环使用的场景。

CyclicBarrier的使用

大致的了解了CyclicBarrier的原理之后，我们写个小demo测试一下它如何使用

【代码示例】

public class Test {public static void main(String[] args) {int numberOfThreads = 3; // 线程数量CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(numberOfThreads, () -> {// 当所有线程都到达障碍点时执行的操作System.out.println("所有线程都已到达屏障，进入下一阶段");});for (int i = 0; i < numberOfThreads; i++) {new Thread(new Task(barrier), "Thread " + (i + 1)).start();}}static class Task implements Runnable {private final CyclicBarrier barrier;public Task(CyclicBarrier barrier) {this.barrier = barrier;}@Overridepublic void run() {try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 正在屏障处等待");barrier.await(); // 等待所有线程到达障碍点System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 已越过屏障.");} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}}
}

输出：

Thread 2 正在屏障处等待
Thread 1 正在屏障处等待
Thread 3 正在屏障处等待
所有线程都已到达屏障，进入下一阶段
Thread 3 已越过屏障.
Thread 1 已越过屏障.
Thread 2 已越过屏障.

结尾彩蛋

如果本篇博客对您有一定的帮助，大家记得留言+点赞+收藏呀。原创不易，转载请联系Build哥！

如果您想与Build哥的关系更近一步，还可以关注“JavaBuild888”，在这里除了看到《Java成长计划》系列博文，还有提升工作效率的小笔记、读书心得、大厂面经、人生感悟等等，欢迎您的加入！