Java CyclicBarrier如何实现线程屏障-java教程-PHP中文网

Java CyclicBarrier如何实现线程屏障

P粉602998670

发布： 2025-10-02 23:03:02

原创

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CyclicBarrier用于多线程在屏障点同步，当所有线程到达后一同继续执行。它通过计数器减至零触发释放，支持可选的屏障操作和重复使用。底层基于ReentrantLock与Condition实现等待唤醒机制，线程调用await()时计数递减并阻塞，直至最后一个线程使计数归零，执行barrierCommand（若有）后唤醒全部线程。若任一线程中断或超时，屏障进入破碎状态，其余线程抛出BrokenBarrierException；可通过reset()重置屏障以恢复初始状态，适用于并行计算等需阶段性同步的场景。

java cyclicbarrier如何实现线程屏障

Java中的CyclicBarrier用于让一组线程在执行到某个共同的屏障点时相互等待，直到所有线程都到达该点后，再一起继续执行。它适用于多线程协作的场景，比如多个线程并行计算，必须等全部完成后再进行下一步汇总操作。

基本工作原理

CyclicBarrier内部维护一个计数器，初始值等于参与等待的线程数量。每当一个线程调用await()方法时，计数器减1。未达到屏障点的线程会被阻塞。当最后一个线程调用await()使计数器归零时，所有被阻塞的线程同时被唤醒，继续执行。这个“屏障”可以被重复使用，因此称为“循环的”（Cyclic）。

关键特性包括：

支持固定数量的线程参与
线程调用await()后进入等待状态
最后一个线程到达会触发“突破屏障”动作
可选地指定一个“屏障操作”，由最后一个到达的线程在释放所有线程前执行
屏障被突破后计数器自动重置，可再次使用

核心API与使用方式

创建CyclicBarrier需要指定参与线程的数量，也可以额外传入一个Runnable作为屏障操作：

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// 示例：4个线程协作，最后执行一次汇总任务 CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(4, () -> { System.out.println("所有线程已到达，开始汇总"); }); // 每个工作线程中 try { System.out.println("线程 " + Thread.currentThread().getName() + " 到达屏障"); barrier.await(); // 阻塞直到其他线程也到达 System.out.println("线程 " + Thread.currentThread().getName() + " 继续执行"); } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) { e.printStackTrace(); }

上述代码中，四个线程各自执行到await()时暂停，只有当第四个线程调用后，屏障才会被打破，先执行“汇总”任务，然后所有线程继续向下执行。