Java 中的 CyclicBarrier 多线程同步机制使用方法

CyclicBarrier 是 Java 中一种同步机制，用于线程间的协同工作，确保线程在特定阶段同时执行。它的核心功能在于设置一个“栅栏”，只有所有线程到达该栅栏处，才能继续执行后续操作。下面详细介绍其使用方法及示例。

CyclicBarrier 提供了两个构造函数，一个用于指定线程数量，另一个用于定义所有线程到达栅栏后要执行的操作。使用时，首先创建 CyclicBarrier 对象，然后在需要等待同步的地方调用 await 方法。await 方法确保所有线程到达栅栏后返回，若等待过程中发生超时，则第一个到达的线程会抛出 TimeoutException，其他线程则会抛出 BrokenBarrierException。相关方法如下所示。

下面是一个简单的使用示例，用于演示如何使用 CyclicBarrier 实现线程同步。在 CyclicBarrierTest 类中，定义了线程数（threadNums）和 CyclicBarrier 实例（barrier）。在构造函数中创建了 CyclicBarrier 实例，并在 test 方法中创建线程。当所有线程到达栅栏时，会打印到达提示。线程启动后调用 await 方法等待，并打印当前线程到达的次序。

以启动 6 个线程为例，执行结果如下。6 个线程几乎同时启动，1 毫秒后同时到达栅栏并打印出 “All 6 threads reached barrier”，6 个线程到达的次序是 Thread-5、Thread-4、Thread-0、Thread-3、Thread-1、Thread-2。

为测试 CyclicBarrier 的其他方法，增加了 test2 方法。在不同线程启动时间间隔为 300 毫秒的情况下，创建线程时打印当前栅栏等待的线程数量，然后在 await 方法中设置等待时间为 1 秒。如果等待超时，超时的线程会打印超时提示，并通知其他线程进入 broken 状态。

理论分析下，如果按照 300 毫秒间隔创建线程，超时时间为 1 秒，则在第 4 个线程创建并等待时发生超时并通知其他线程 broken。在创建第 5 个线程时，没有线程在栅栏处等待。

以 6 个线程为例，执行结果如下。前 3 个线程启动并等待，未发生超时，一切正常。第 3 个线程启动后，时间达到 1 秒，此时第一个线程（Thread-0）超时并打印超时提示，其余线程（Thread-1、Thread-2、Thread-3）接收到 break 消息，进入 broken 状态并打印 broken 提示。随后，剩余线程（Thread-4、Thread-5）创建并启动，由于没有线程在栅栏处等待，直接进入 broken 状态并打印 broken 提示。

此内容旨在分享 Java 中 CyclicBarrier 的使用方法及示例，帮助开发者掌握线程间协同工作的技术。欲了解更多进阶知识和技术总结，可关注相关公众号或网站获取最新内容。

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