两种线程“等待”，“门闩”和“栅栏”

CountDownLatch（门闩）和CyclicBarrier（栅栏）都是java.concurrent里的多线程控制工具类，我这里说他们两个都是控制线程等待，它们都像是一个计数器，让某一个线程等待计数完成后再执行，但是又有些不同，CountDownLatch是通过计数完成后才执行线程来控制线程等待，而CyclicBarrier可以是线程执行到某一处后等待计数，计数完成后再继续执行。

简单来说，CountDownLatch控制线程等待，是在做好所有准备后，才执行线程，就像早上起来我们会刷牙洗脸收拾好所有东西吃完早餐再出门一样。CyclicBarrier则不是“整装待发”后再出门，你可能洗漱好收拾好所有东西后便出门了，然后等待去到面包店买了面包再吃早餐。我感觉CyclicBarrier才是真正的让线程等待。

CountDownLatch使用起来比较简单，构造函数里只有一个参数就是设置这个计数器的计数个数。

Public CountDownLatch（int count）

package countdownlatch;import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.Random;public class CountDownLatchDemo implements Runnable {static final CountDownLatch CDL = new CountDownLatch(10); //计数数量为10static final CountDownLatchDemo CDLdemo = new CountDownLatchDemo();@Overridepublic void run() {try {Thread.sleep(new Random().nextInt(10)*1000);System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" complete.");CDL.countDown(); //计数器减一} catch(InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread arr[] = new Thread[10];for(int i=0; i<10; i++) {arr[i] = new Thread(CDLdemo);arr[i].start();}//计数器等待，直到倒计时完成CDL.await();System.out.println("All Threads complete.");}}

代码第8行实例化一个CountDownLatch计数器，计数值传入10，即需要等待10个线程完成任务后，在CountDownLatch上等待的线程才能执行，代码第16行，每当一个线程完成自己的任务后，就调用CountDownLatch的countDown( )方法，表示让CountDownLatch的计数值减1。主线程中则调用CountDownLatch的await( )方法表示要求主线程在CountDownLatch上等待，等待CountDownLatch中的所有任务执行完成后，再继续执行自己的任务。

到循环栅栏CyclicBarrier，同样可以实现计数让线程之间等待，为什么叫循环栅栏，因为CyclicBarrier实例化后可以循环使用，假设我们设置了计数值为10，那么在计数值达到10后，会自动清零，可以继续使用。CyclicBarrier的构造函数有两个参数：

Public CyclicBarrier（int parties, Runnable barrierAction）

第一个参数parties表示计数值，第二个参数barrierAction表示计数值达到后执行的动作，这样明显比CountDownLatch好一些。来看看CyclicBarrier具体怎么用：

package cyclicbarrier;import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.Random;public class CyclicBarrierDemo {public static class Student implements Runnable {//实例化循环栅栏private final CyclicBarrier cyclic;//构造函数初始化Student(CyclicBarrier cyclic) {this.cyclic = cyclic;}//模拟线程到达void ThreadReady() {try {Thread.sleep(Math.abs(new Random().nextInt()%10000));} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ready.");}//模拟线程工作void ThreadStart() {try {Thread.sleep(Math.abs(new Random().nextInt()%10000));} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" complete");}@Overridepublic void run() {try {ThreadReady(); //所有线程开始到达cyclic.await(); //等待所有线程到达ThreadStart(); //所有线程开始运行cyclic.await(); //等待所有线程完成} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} catch (BrokenBarrierException e) {e.printStackTrace();}}}public static class BarrierRun implements Runnable {boolean flag;int i;//构造函数初始化BarrierRun(boolean flag, int i) {this.flag = flag;this.i = i;}@Overridepublic void run() {if(flag) {System.out.println("Thread "+i+"个,所有线程完成.");} else {System.out.println("Thread "+i+"个,线程到达.");flag = true;}}}public static void main(String[] args) {boolean flag = false;int i =10;Thread arr[] = new Thread[i];BarrierRun br = new BarrierRun(flag, i);/*CyclicBarrier的构造函数:public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)* 第一个参数parties是计数个数,第二个参数是当计数器一次计数完成后,系统会执行的动作.*/CyclicBarrier cyclic = new CyclicBarrier(i, br);for(int j=0; j<i; j++) {arr[j] = new Thread(new Student(cyclic));arr[j].start();}}}

首先第9到50行是我们模拟线程要做的事，第18到26行，线程睡眠随机时间模拟不同线程的不同到达时间，第27到35行同样线程睡眠随机时间来模拟不同线程完成任务的消耗时间。到了第40行，线程到达后栅栏cyclic就调用await（）方法，意思是线程到这里后边在CyclicBarrier上等待，等到所有线程到达后，才继续执行。当所有线程到达后，便继续往下，到第42行模拟线程完成任务，每个线程完成任务后都会再次进入第43行的cyclic.await（）等待，意指等待所有线程完成任务。

我们先继续往下看，第52到70行的BarrierRun函数是用来传入CyclicBarrier的第二个参数，即当CyclicBarrier完成一次完整计数后系统要执行的动作，这里BarrierRun函数要做的就是当cyclic计数完成后根据输出相应的提示语句，当flag为true时提示所有线程完成任务，false时提示所有线程到达完毕。

一切准备就绪后就来看主线程，第76行实例化一个BarrierRun对象br，传入参数false和线程数i，然后第80行实例化一个CyclicBarrier对象cyclic，传入参数i是计数值，br即计数完成后要执行的动作。接着让10个线程陆续执行即可，每个线程中都会“被”cyclic等待两次，第一次是等待10个线程到达，10个线程都到达后，执行cyclic的执行动作BarrierRun，也就是输出线程到达提示，接着线程继续执行，随机时间睡眠后，会继续进入cyclic等待，等待所有线程的执行完毕后，输出语句。

仔细观察的你可能会发现代码第44行开始要抛出两个异常：

第一个异常InterruptedException就是说在等待过程中线程被中断，按我在书上看到的说法：“大部分迫使线程等待的方法都可能会抛出这个异常，使得线程在等待时依然可以响应外部紧急事件。”第二个异常BrokenBarrierException，这个异常表示当前的CyclicBarrier已经破损，按书上说法：“如果继续等待，可能是徒劳无功的，因为可能系统已经没有办法等待所有线程到期了。“遇到这个异常如果不抛出，可能会现入无止境的等待中。就像线程睡眠时一定要抛出异常一样，使用CyclicBarrier等待线程记得一定要抛出BrokenBarrierException异常。

完整代码已上传GitHub：

https://gitee.com/justinzeng/codes/fy4whmn2u3qgpr0lsoxac21

https://github.com/justinzengtm/Multithreading/blob/master/CyclicBarrierDemo.java

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