對於CountDownLatch
,其他執行緒為遊戲玩家,例如英雄聯盟,主執行緒為控制遊戲開始的線程。在所有的玩家都準備好之前,主執行緒是處於等待狀態的,也就是遊戲不能開始。當所有的玩家準備好之後,下一步的動作實施者為主線程,即開始遊戲。
對於CyclicBarrier,假設有一家公司要全體員工進行團建活動,活動內容為翻越三個障礙物,每一個人翻越障礙物所花的時間是不一樣的。但公司要求所有人在翻越當前障礙物之後再開始翻越下一個障礙物,也就是所有人翻越第一個障礙物之後,才開始翻越第二個,以此類推。類比地,每一個員工都是一個「其他線程」。當所有人都翻越的所有的障礙物之後,程序才結束。而主線可能早就結束了,這裡我們不用管主線。
CyclicBarrier沒有顯示繼承哪個父類別或實作哪個父介面, 所有AQS和重入鎖定不是透過繼承實現的,而是透過組合實現的。
public class CyclicBarrier {} ``` ### 类的内部类 CyclicBarrier类存在一个内部类Generation,每一次使用的CycBarrier可以当成Generation的实例,其源代码如下 ```java private static class Generation { boolean broken = false; }
說明: Generation類別有一個屬性broken,用來表示目前屏障是否被損壞。
public class CyclicBarrier { /** The lock for guarding barrier entry */ // 可重入锁 private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); /** Condition to wait on until tripped */ // 条件队列 private final Condition trip = lock.newCondition(); /** The number of parties */ // 参与的线程数量 private final int parties; /* The command to run when tripped */ // 由最后一个进入 barrier 的线程执行的操作 private final Runnable barrierCommand; /** The current generation */ // 当前代 private Generation generation = new Generation(); // 正在等待进入屏障的线程数量 private int count; }
說明: 該屬性有一個為ReentrantLock對象,有一個為Condition對象,而Condition對象又是基於AQS的,所以,歸根到底,底層還是由AQS提供支援。
CyclicBarrier(int, Runnable)型別建構子
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) { // 参与的线程数量小于等于0,抛出异常 if (parties <= 0) throw new IllegalArgumentException(); // 设置parties this.parties = parties; // 设置count this.count = parties; // 设置barrierCommand this.barrierCommand = barrierAction; }
說明: 此建構函式可以指定關聯該CyclicBarrier的執行緒數量,並且可以指定在所有執行緒都進入屏障後的執行動作,該執行動作由最後一個進行屏障的執行緒執行。
CyclicBarrier(int)型建構子
public CyclicBarrier(int parties) { // 调用含有两个参数的构造函数 this(parties, null); }
說明: 此建構子僅僅執行了關聯該CyclicBarrier的線程數量,沒有設定執行動作。
此函數為CyclicBarrier類別的核心函數,CyclicBarrier類別對外提供的await函數在底層都是呼叫該了doawait函數,
其原始程式碼如下:
private int dowait(boolean timed, long nanos) throws InterruptedException, BrokenBarrierException, TimeoutException { // 保存当前锁 final ReentrantLock lock = this.lock; // 锁定 lock.lock(); try { // 保存当前代 final Generation g = generation; if (g.broken) // 屏障被破坏,抛出异常 throw new BrokenBarrierException(); if (Thread.interrupted()) { // 线程被中断 // 损坏当前屏障,并且唤醒所有的线程,只有拥有锁的时候才会调用 breakBarrier(); // 抛出异常 throw new InterruptedException(); } // 减少正在等待进入屏障的线程数量 int index = --count; if (index == 0) { // 正在等待进入屏障的线程数量为0,所有线程都已经进入 // 运行的动作标识 boolean ranAction = false; try { // 保存运行动作 final Runnable command = barrierCommand; if (command != null) // 动作不为空 // 运行 command.run(); // 设置ranAction状态 ranAction = true; // 进入下一代 nextGeneration(); return 0; } finally { if (!ranAction) // 没有运行的动作 // 损坏当前屏障 breakBarrier(); } } // loop until tripped, broken, interrupted, or timed out // 无限循环 for (;;) { try { if (!timed) // 没有设置等待时间 // 等待 trip.await(); else if (nanos > 0L) // 设置了等待时间,并且等待时间大于0 // 等待指定时长 nanos = trip.awaitNanos(nanos); } catch (InterruptedException ie) { if (g == generation && ! g.broken) { // 等于当前代并且屏障没有被损坏 // 损坏当前屏障 breakBarrier(); // 抛出异常 throw ie; } else { // 不等于当前带后者是屏障被损坏 // We're about to finish waiting even if we had not // been interrupted, so this interrupt is deemed to // "belong" to subsequent execution. // 中断当前线程 Thread.currentThread().interrupt(); } } if (g.broken) // 屏障被损坏,抛出异常 throw new BrokenBarrierException(); if (g != generation) // 不等于当前代 // 返回索引 return index; if (timed && nanos <= 0L) { // 设置了等待时间,并且等待时间小于0 // 损坏屏障 breakBarrier(); // 抛出异常 throw new TimeoutException(); } } } finally { // 释放锁 lock.unlock(); } }
此函數在所有執行緒進入屏障後會被調用,即產生下一個版本,所有執行緒又可以重新進入到屏障中,
其原始程式碼如下:
private void nextGeneration() { // signal completion of last generation // 唤醒所有线程 trip.signalAll(); // set up next generation // 恢复正在等待进入屏障的线程数量 count = parties; // 新生一代 generation = new Generation(); }
在此函數中會呼叫AQS的signalAll方法,也就是喚醒所有等待執行緒。如果所有的執行緒都在等待此條件,則喚醒所有執行緒。
其原始碼如:
public final void signalAll() { if (!isHeldExclusively()) // 不被当前线程独占,抛出异常 throw new IllegalMonitorStateException(); // 保存condition队列头节点 Node first = firstWaiter; if (first != null) // 头节点不为空 // 唤醒所有等待线程 doSignalAll(first); }
以上是Java中的CyclicBarrier源碼分析的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!