CyclicBarrier是什么？
CyclicBarrier也叫同步屏障，在JDK1.5被引入，可以让一组线程达到一个屏障时被阻塞，直到最后一个线程达到屏障时，屏障才会开门，所有被阻塞的线程才会继续执行。
他的主要用途是控制多个线程互相等待，只有当多个线程都到达时，这些线程才会继续执行。
CyclicBarrier好比一扇门，默认情况下关闭状态，堵住了线程执行的道路，直到所有线程都就位，门才打开，让所有线程一起通过。
CyclicBarrier如何使用和工作？
API
CyclicBarrier有两个构造函数
public CyclicBarrier(int parties)
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)
第一个参数，其参数表示屏障拦截的线程数量，每个线程调用await方法告诉CyclicBarrier已经到达屏障位置，线程被阻塞。
第二个参数，表示线程都处于barrier时，一起执行之前，其中barrierAction任务会在所有线程到达屏障后执行。
让线程处于barrier状态的方法await()
public int await()
public int await(long timeout, TimeUnit unit)
第一个默认方法，表示要等到所有的线程都处于barrier状态，才一起执行
第二个方法，指定了等待的时间，当所有线程没有都处于barrier状态，又到了指定的时间，所在的线程就继续执行了。
其它的一些方法
获取当前有多少个线程阻塞等待在临界点上
int getNumberWaiting()
用于查询阻塞等待的线程是否被中断
boolean isBroken()
CyclicBarrier是通过维护计数器来实现的。线程执行 await() 方法之后计数器会减 1，并进行等待，直到计数器为 0，所有调用 await() 方法而在等待的线程才能继续执行。
CyclicBarrier的底层原理
CyclicBarrier类是concurrent并发包下的一工具类。CyclicBarrier实现主要基于ReentrantLock。
线程间同步阻塞是使用的是ReentrantLock，可重入锁
线程间通信使用的是Condition，Condition 将 Object 监视器方法（wait、notify 和 notifyAll）分解成截然不同的对象，以便通过将这些对象与任意 Lock 实现组合使用。
public class CyclicBarrier {
private static class Generation {
boolean broken = false;
}
/** The lock for guarding barrier entry */
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
/** Condition to wait on until tripped */
private final Condition trip = lock.newCondition();
/** The number of parties */
private final int parties;
/* The command to run when tripped */
private final Runnable barrierCommand;
/** The current generation */
private Generation generation = new Generation();
...省略后面代码
}
其中Generation用来控制屏障的循环使用，如果generation.broken为true的话，说明这个屏障已经损坏，当某个线程await的时候，直接抛出异常
await实现
private int dowait(boolean timed, long nanos)
throws InterruptedException, BrokenBarrierException,
TimeoutException {
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try {
final Generation g = generation;
if (g.broken)
throw new BrokenBarrierException();
if (Thread.interrupted()) {
breakBarrier();
throw new InterruptedException();
}
int index = --count;
if (index == 0) { // tripped
boolean ranAction = false;
try {
final Runnable command = barrierCommand;
if (command != null)
command.run();
ranAction = true;
nextGeneration();
return 0;
} finally {
if (!ranAction)
breakBarrier();
}
}
// loop until tripped, broken, interrupted, or timed out
for (;;) {
try {
if (!timed)
trip.await();
else if (nanos > 0L)
nanos = trip.awaitNanos(nanos);
} catch (InterruptedException ie) {
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.
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
if (g.broken)
throw new BrokenBarrierException();
if (g != generation)
return index;
if (timed && nanos <= 0L) {
breakBarrier();
throw new TimeoutException();
}
}
} finally {
lock.unlock();
}
}
1、 每当线程执行await，内部变量count减1，如果count！= 0，说明有线程还未到屏障处，则在锁条件变量trip上等待。
2、 当count == 0时，说明所有线程都已经到屏障处，执行条件变量的signalAll方法唤醒等待的线程。
其中 nextGeneration方法可以实现屏障的循环使用：
- 重新生成Generation对象
- 恢复count值
CountDownLatch与CyclicBarrier的比较
CountDownLatch与CyclicBarrier都是用于控制并发的工具类，都可以理解成维护的就是一个计数器，但是这两者还是各有不同侧重点的：
1、 CountDownLatch一般用于某个线程A等待若干个其他线程执行完任务之后，它才执行；而CyclicBarrier一般用于一组线程互相等待至某个状态，然后这一组线程再同时执行；CountDownLatch强调一个线程等多个线程完成某件事情。CyclicBarrier是多个线程互等，等大家都完成，再携手共进。
2、 调用CountDownLatch的countDown方法后，当前线程并不会阻塞，会继续往下执行；而调用CyclicBarrier的await方法，会阻塞当前线程，直到CyclicBarrier指定的线程全部都到达了指定点的时候，才能继续往下执行；
3、 CountDownLatch方法比较少，操作比较简单，而CyclicBarrier提供的方法更多，比如能够通过getNumberWaiting()，isBroken()这些方法获取当前多个线程的状态，并且CyclicBarrier的构造方法可以传入barrierAction，指定当所有线程都到达时执行的业务功能；
4、 CountDownLatch是不能复用的，而CyclicLatch是可以复用的。
和 CountdownLatch 相似，都是通过维护计数器来实现的。线程执行 await() 方法之后计数器会减 1，并进行等待，直到计数器为 0，所有调用 await() 方法而在等待的线程才能继续执行。
CyclicBarrier 和 CountdownLatch 的一个区别是，CyclicBarrier 的计数器通过调用 reset() 方法可以循环使用，所以它才叫做循环屏障。
CyclicBarrier的demo
public class CyclicBarrierExample {
public static void main(String[] args) {
final int totalThread = 3;
CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(totalThread);
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < totalThread; i++) {
executorService.execute(() -> {
System.out.println("到达屏障..");
try {
cyclicBarrier.await();
} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("屏障之后开始执行..");
});
}
executorService.shutdown();
}
}
到达屏障..
到达屏障..
到达屏障..
屏障之后开始执行..
屏障之后开始执行..
屏障之后开始执行..
参考自：