CyclicBarrier是Java中用于多线程同步的工具，允许多个线程相互等待直至到达共同屏障点后同时继续执行。它支持循环使用，适用于分组协作场景。通过await()方法使线程在屏障处等待，当指定数量的线程（parties）均调用await()后，屏障解除并可选执行预设的Runnable任务。示例中模拟了4个线程分为两组进行接力赛跑，每组2个线程需同时到达交接点才能继续执行，体现阶段性同步机制。使用时需注意异常处理、避免死锁、确保所有线程调用await()，且适合固定线程数场景。
在Java中，CyclicBarrier 是一种用于多线程同步的工具类，它可以让一组线程相互等待，直到所有线程都到达某个公共屏障点（barrier point），然后才继续执行。这种机制特别适合需要分组协作、同时开始或阶段性同步的场景。
什么是CyclicBarrier
CyclicBarrier定义了一个屏障点，当指定数量的线程都调用了其await()方法后，这些线程才会被同时释放。它的“循环”特性意味着一旦所有线程通过屏障，这个屏障就可以被重用。
构造方法如下：
-
CyclicBarrier(int parties)：创建一个包含parties个线程的屏障。 -
CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)：在所有线程到达后，优先执行barrierAction任务。
实现线程分组同步的基本步骤
假设我们要将多个线程分成若干组，每组必须全部到达后再统一继续执行。可以通过为每一组创建独立的CyclicBarrier实例来实现。
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示例：模拟4个线程分为两组（每组2人）进行接力赛跑
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;public class GroupRace { public static void main(String[] args) { // 第一组的屏障 CyclicBarrier group1Barrier = new CyclicBarrier(2, () -> System.out.println("第一组完成交接，下一阶段开始！") );
// 第二组的屏障 CyclicBarrier group2Barrier = new CyclicBarrier(2, () -> System.out.println("第二组完成交接，比赛结束！") ); // 创建并启动四个线程 for (int i = 1; i <= 4; i++) { final int threadId = i; final CyclicBarrier barrier = (i <= 2) ? group1Barrier : group2Barrier; new Thread(() -> { try { System.out.println("线程" + threadId + "准备就绪"); Thread.sleep((long)(Math.random() * 2000)); // 模拟准备时间 System.out.println("线程" + threadId + "到达交接点"); barrier.await(); // 等待同组其他成员 System.out.println("线程" + threadId + "继续执行后续任务"); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }).start(); } }}
关键使用要点与注意事项
在实际开发中，使用CyclicBarrier时需注意以下几点：
- 异常处理：如果某个线程在等待过程中被中断或抛出异常，会导致整个屏障失效，其他线程会收到BrokenBarrierException。
- 重用性：CyclicBarrier可以重复使用，只要所有线程都成功通过一次await()，计数就会自动重置。
- 性能考量：适用于固定数量线程协同工作，不适合动态增减参与者的场景。
- 避免死锁：确保每个参与线程都会调用await()，否则屏障永远无法被触发。
基本上就这些。CyclicBarrier提供了一种简洁有效的方式实现线程分组同步，尤其适用于并行计算、游戏启动逻辑、多阶段测试等需要集体协调的场景。合理设计屏障结构，能显著提升程序的可控性和可读性。
