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什么是循环势垒？关键事实和示例解释

236 2024-12-23

什么是循环势垒？关键事实和示例解释

1.什么是循环势垒？

a cyclicbarrier 是一种同步辅助工具，允许一组线程相互等待到达公共屏障点。一旦所有线程到达屏障，它们就会被释放以继续工作。屏障被称为“循环”，因为它可以在等待线程被释放后被重用。

1.1 cyclicbarrier 的主要特点

可重用性 ：与 countdownlatch 等其他同步辅助工具不同，cyclicbarrier 可以在所有线程释放后重置并再次使用。
屏障操作 ：您可以选择指定一个屏障操作，一旦所有线程到达屏障，就会执行该操作。
灵活性：在多个线程需要等待彼此完成一个阶段才能继续下一阶段的情况下非常有用。

1.2 cyclicbarrier 的工作原理

初始化 ：cyclicbarrier 被初始化为需要在屏障处等待的多个方（线程）。
等待：每个线程在屏障上调用await()方法。
释放：当最后一个线程到达屏障时，所有等待线程被释放，并执行可选的屏障操作（如果提供）。
重复使用：屏障被重置，可以再次使用以进行另一个等待周期。

1.3 常见用例

批量处理：批量处理数据时，线程可以在每个批次结束时使用 cyclicbarrier 进行同步。
并行算法：在并行算法中，线程在完成某些计算阶段后通常需要同步。

2. 实际例子和演示

为了更好地理解 cyclicbarrier 的工作原理，让我们看一个实际的示例和演示。

2.1 代码示例

这是一个简单的示例，演示了 cyclicbarrier 的使用：

import java.util.concurrent.brokenbarrierexception;
import java.util.concurrent.cyclicbarrier;

public class cyclicbarrierdemo {
    public static void main(string[] args) {
        final int numberofthreads = 3;
        cyclicbarrier barrier = new cyclicbarrier(numberofthreads, new barrieraction());

        for (int i = 0; i < numberofthreads; i++) {
            new thread(new task(barrier)).start();
        }
    }
}

class task implements runnable {
    private final cyclicbarrier barrier;

    task(cyclicbarrier barrier) {
        this.barrier = barrier;
    }

    @override
    public void run() {
        try {
            system.out.println(thread.currentthread().getname() + " is waiting at the barrier.");
            barrier.await();
            system.out.println(thread.currentthread().getname() + " has passed the barrier.");
        } catch (interruptedexception | brokenbarrierexception e) {
            e.printstacktrace();
        }
    }
}

class barrieraction implements runnable {
    @override
    public void run() {
        system.out.println("barrier action executed. all threads are released.");
    }
}

2.2 演示结果

当您运行上述代码时，您将观察到以下序列：

每个线程都会打印一条消息，表明它正在屏障处等待。
一旦所有线程到达屏障，barrieraction 就会被执行，并打印“barrier action returned. allthreads arerelease.”
每个线程都会打印一条消息，表明它已经通过了屏障。

这是一个示例输出：

Thread-0 is waiting at the barrier.
Thread-1 is waiting at the barrier.
Thread-2 is waiting at the barrier.
Barrier Action executed. All threads are released.
Thread-0 has passed the barrier.
Thread-1 has passed the barrier.
Thread-2 has passed the barrier.