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之前介绍了java中另一个同步工具类CountDownLatch，这篇文章主要介绍CyclicBarrier。

一、概念理解

CyclicBarrier允许一组线程在到达某个栅栏点(common barrier point)互相等待，直到最后一个线程到达栅栏点，栅栏才会打开，处于阻塞状态的线程恢复继续执行。

就比如说我们在打王者的时候，十个人必须全部加载到100%，才可以开局。否则只要有一个人没有加载到100%,那这个游戏就不能开始。先加载完成的玩家必须等待最后一个玩家加载成功才可以。如果你实在记不住，你可以想象成人满发车的长途，就算你是第一个上车的人，也要等待车满才可以发车。否则车上所有人都要等待。

我们直接代码演示一下这个例子。

二、代码演示

在这里我们同样使用的是打王者的例子。

首先我们定义main线程：

public class CyclicBarrierTest {
   	public static void main(String[] args) {
   		//第一步：定义玩家，这里写了5个		String[] heros  = {
   "孙悟空","猪八戒","狄仁杰","鲁班","甄姬"};		//第二步：使用线程池来运行，也是5个。		ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(5);		//第三步：常见围栏，也是5个		final CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(10);		//第四步：通过for循环传递给每一个玩家和围栏		for (int i = 0; i < 10; i++) {
               service.execute(new Player(heros[i], barrier));        }		service.shutdown();	}}

上面的代码我们已经解释清楚了，主要是通过线程池运行玩家，并传递给每一个玩家名字和围栏。下面我们就看看这个Player玩家线程如何实现的。

public class Player implements Runnable {
   	private final String hero;    private final CyclicBarrier barrier;	public Player(String hero, CyclicBarrier barrier) {
   		this.hero = hero;		this.barrier = barrier;	}	@Override	public void run() {
   		try {
   			//每一个英雄加载成功的时间不一样，所以这里用了随机数			TimeUnit.SECONDS.sleep(1 + (new Random().nextInt(5)));			System.out.println(hero + "开始加载==========等待其他玩家加载成功");			barrier.await();			System.out.println(hero + "：看到所有玩家加载成功，比赛开始");		} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
   			e.printStackTrace();		}	}}

在这个player线程中，我们使用随机数来表示每个玩家不同的加载时间，在休眠时间结束之前，player一直处于等待的状态，也就是调用了await方法。现在测试一遍。

三、源码分析

为了分析的彻底，我们先从构造方法开始：

//构造方法1： parties主要是需要拦截的线程数public CyclicBarrier(int parties) {
       this(parties, null);}//构造方法2：不仅有parties还有barrierAction//主要是为了处理更加复杂的场景，当线程到达围栏时候//优先执行barrierActionpublic CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {
       if (parties <= 0) throw new IllegalArgumentException();    this.parties = parties;    this.count = parties;    this.barrierCommand = barrierAction;}

以上就是两个构造方法，下面我们主要分析await方法我们进入源码看看：

//不带超时时间    public int await() throws InterruptedException, 							BrokenBarrierException {
           try {
               return dowait(false, 0L);        } catch (TimeoutException toe) {
               throw new Error(toe); // cannot happen        }    }	//带有超时时间    public int await(long timeout, TimeUnit unit)        throws InterruptedException, BrokenBarrierException,               TimeoutException {
           return dowait(true, unit.toNanos(timeout));    }

返回的值是加载成功的玩家数量，既然内部是通过dowait方法实现的，不如我们再跟进去看看。

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();                }            }            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 {
                           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();        }    }

上面的代码有点长，不过也是CyclicBarrier的核心，我在这里说一下上面代码的主要功能：

（1）通过ReentrantLock获取独占锁。

（2）通过try里面的Generation判断当前代是否损坏， 通过Thread的interrupted方法判断是否线程中断，如果中断通过breakBarrier方法告诉其他线程。

（3）if(index==0)判断当前是否是最后一个线程调用了await方法，如果是则把之前等待的线程全部唤醒。就好比是最后一个运动员到达了终点，告诉其他选手比赛结束了。

（4）for(;;)循环执行等待，如果没有超时时间，那就一直等待直到被唤醒，有超时时间，那就等时间过后自动被唤醒。就好比是在运动员在路上跑步，没有时间限制的时候那就一直跑，一直到达终点。如果有时间限制，不管是否跑到终点，比赛都结束。

（5）通过ReentrantLock释放独占锁。

这段代码读起来比较麻烦，因为里面涉及到了两个其他的类ReentrantLock和Generation，我们只需要知道其作用即可。还有一个点，那就是线程被中断了，如何告诉其他线程的breakBarrier方法。

/**     * Sets current barrier generation as broken and wakes up everyone.     * Called only while holding lock.     */    private void breakBarrier() {
           generation.broken = true;        count = parties;        trip.signalAll();    }

我们可以看到，在breakBarrier()中除了将broken设置为true，还会调用signalAll将在CyclicBarrier处于等待状态的线程全部唤醒。

OK，今天的文章就先到这，关于CyclicBarrier原理我们已经解释了，其用途可以根据自己的业务场景来决定了。

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