Класс инструментов параллелизма Java (CyclicBarrier)

Java

Серия параллельных классов инструментов:

Класс инструмента параллелизма Java (защелка CountDownLatch)

Класс инструментов параллелизма Java (CyclicBarrier)

Класс инструментов параллелизма Java (семафор Semaphore)

CyclicBarrierПодходит для ситуаций, когда вы хотите создать набор задач, выполняющих работу параллельно, а затем ждать перед следующим шагом, пока все задачи не будут выполнены. Ключевое различие между ограждениями и защелками заключается в том, что все потоки должны одновременно достичь расположения ограждения, чтобы продолжить выполнение.

Защелки используются для ожидания событий, а заборы — это потоки, ожидающие друг друга, а затем решающие сделать следующее, когда все они прибудут. может относиться кКласс инструмента параллелизма Java (защелка CountDownLatch)

Возьмем в качестве примера случай со спортсменами: спортсмены бежали к финишу и ждали, пока друг друга дойдут до финиша, прежде чем идти вместе пить. (Спортсменам можно не давать пить, может быть, все бегут по кругу.)

Вот пример программы скачек:

赛马

package concurrency;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.*;

class Horse implements Runnable {
    private static int counter = 0;
    private final int id = counter++;
    private int strides = 0;
    private static Random rand = new Random(47);
    private static CyclicBarrier barrier;
    public Horse(CyclicBarrier b) {barrier = b;}
    public synchronized int getStrides() {return strides;}
    public void run() {
        try {
            while (!Thread.interrupted()) {  //线程内不断循环
                synchronized (this) {
                    strides += rand.nextInt(3);   //每次马可以走0,1或者2步
                }
                barrier.await();  //走完后，就等所有其它马也走完，才能开始下一回合
            }
        } catch (InterruptedException e) {

        } catch (BrokenBarrierException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Horse " + id + " ";
    }

    public String tracks() {
        StringBuilder s =new StringBuilder();
        for(int i = 0; i < getStrides();i++)
            s.append("*");   //这里打印每个马走的轨迹
        s.append(id);
        return s.toString();
    }
}
public class HorseRace {
    static final int FINISH_LINE = 75;
    private List<Horse> horses = new ArrayList<Horse>();
    private ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
    private CyclicBarrier barrier;
    public HorseRace(int nHorses, final int pause) {
        barrier = new CyclicBarrier(nHorses, new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                StringBuilder s = new StringBuilder();
                for (int i = 0; i < FINISH_LINE; i++) {
                    s.append("="); //打印赛道
                }
                System.out.println(s);
                for (Horse horse : horses) {
                    System.out.println(horse.tracks());  //打印每匹马的轨迹
                }
                for (Horse horse : horses) {
                  if (horse.getStrides() >= FINISH_LINE) {
                      System.out.println(horse + "won!");   //每次检查，如果哪匹马到终点了，终止所有线程
                      exec.shutdownNow();
                      return;
                  }
                }
                try {
                    TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(pause); //每走完一轮，暂停一小会输出
                } catch (InterruptedException e) {
                    System.out.println("barrier-action sleep interrupted");
                }
            }
        });

        for (int i = 0; i < nHorses; i++) {
            Horse horse = new Horse(barrier);
            horses.add(horse);
            exec.execute(horse);  //所有马的线程开始执行
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int nHorses = 7;
        int pause = 200;
        new HorseRace(nHorses, pause);
    }
}

Предположим, что длина дорожки равна 75, лошади могут делать 0, 1 или 2 шага за раз, и после каждого раунда они ждут друг друга. Как только все лошади переберутся через забор, он автоматически будет готов к следующему раунду. Читатель может запускать мою программу, а некоторые анимационные эффекты могут отображаться на консоли.

В приведенном выше примере мы предоставляем CyclicBarrier «действие ограждения», которое представляет собой Runnable, который автоматически выполняется, когда значение счетчика достигает 0, что является еще одним различием между CyclicBarrier и CountDownLatch.

public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)

Кроме того, CyclicBarrier также предоставляет другие полезные методы, такие как метод getNumberWaiting для получения количества потоков, заблокированных CyclicBarrier. Метод isBroken используется, чтобы узнать, был ли прерван заблокированный поток. Например, следующий код вернет true после выполнения.

Категории