CyclicBarrier源码解析

介绍

CyclicBarrier ，一个同步辅助类，在 AP I中是这么介绍的： 它允许一组线程互相等待，直到到达某个公共屏障点 (Common Barrier Point)。在涉及一组固定大小的线程的程序中，这些线程必须不时地互相等待，此时 CyclicBarrier 很有用。因为该 Barrier 在释放等待线程后可以重用，所以称它为循环( Cyclic ) 的 屏障( Barrier ) 。 通俗点讲就是：让一组线程到达一个屏障时被阻塞，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栅栏，与CountDownLatch类似，但不是基于AQS实现的同步器，用于多个线程之间等待。CyclicBarrier每次使用完之后可以重置，CountDownLatch不可重置，CyclicBarrier同步一组线程，

在CyclicBarrier类的内部有一个计数器，每个线程在到达屏障点的时候都会调用await方法将自己阻塞，此时计数器会减1，当计数器减为0的时候所有因调用await方法而被阻塞的线程将被唤醒。这就是实现一组线程相互等待的原理，

常量&变量

    /** The lock for guarding barrier entry */
    //同步操作锁
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    /** Condition to wait on until tripped */
    //线程拦截器
    private final Condition trip = lock.newCondition();
    /** The number of parties */
    //每次拦截的线程数
    private final int parties;
    /* The command to run when tripped */
    //换代前执行的任务
    private final Runnable barrierCommand;
    /** The current generation */
    //表示栅栏的当前代 CyclicBarrier 的更新换代
    private Generation generation = new Generation();

可以看到CyclicBarrier内部是通过条件队列trip来对线程进行阻塞的，并且其内部维护了两个int型的变量parties和count，parties表示每次拦截的线程数，该值在构造时进行赋值。count是内部计数器，它的初始值和parties相同，以后随着每次await方法的调用而减1，直到减为0就将所有线程唤醒

barrierCommand表示换代前执行的任务，当count减为0时表示本局游戏结束，需要转到下一局。在转到下一局游戏之前会将所有阻塞的线程唤醒，在唤醒所有线程之前你可以通过指定barrierCommand来执行自己的任务。

构造方法

它有两个构造函数： CyclicBarrier(int parties)：创建一个新的 CyclicBarrier，它将在给定数量的参与者（线程）处于等待状态时启动，但它不会在启动 barrier 时执行预定义的操作。 CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)：创建一个新的 CyclicBarrier，它将在给定数量的参与者（线程）处于等待状态时启动，并在启动 barrier 时执行给定的屏障操作，该操作由最后一个进入 barrier 的线程执行。

    /**
     * Creates a new {@code CyclicBarrier} that will trip when the
     * given number of parties (threads) are waiting upon it, and which
     * will execute the given barrier action when the barrier is tripped,
     * performed by the last thread entering the barrier.
     *
     * @param parties the number of threads that must invoke {@link #await}
     *        before the barrier is tripped
     * @param barrierAction the command to execute when the barrier is
     *        tripped, or {@code null} if there is no action
     * @throws IllegalArgumentException if {@code parties} is less than 1
     */
    public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {
        if (parties  0L)
                        //超时等待，调用Condition.awaitNanos()方法等待
                        nanos = trip.awaitNanos(nanos);
                } catch (InterruptedException ie) {
                    //若当前线程在等待期间被中断则打翻栅栏唤醒其他线程
                    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.
                        //若在捕获中断异常前已经完成在栅栏上的等待, 则直接调用中断操作
                        Thread.currentThread().interrupt();
                    }
                }
                //如果线程因为打翻栅栏操作而被唤醒则抛出异常
                if (g.broken)
                    throw new BrokenBarrierException();
                //如果线程因为换代操作而被唤醒则返回计数器的值
                if (g != generation)
                    return index;
                //如果线程因为时间到了而被唤醒则打翻栅栏（终止CyclicBarrier）并抛出异常
                if (timed && nanos