[譯轉(zhuǎn)]Java CyclicBarrier與CountDownLatch

原文:Java CyclicBarrier與CountDownLatch

1.簡(jiǎn)介

在本教程中，我們將比較?CyclicBarrier?和?CountDownLatch并嘗試了解兩者之間的異同。

2.這些是什么？

當(dāng)涉及到并發(fā)時(shí)，將每個(gè)對(duì)象要完成的概念概念化可能是一個(gè)挑戰(zhàn)。

首先，CountDownLatch和CyclicBarrier都用于管理多線程應(yīng)用程序。

而且，它們都旨在表示給定線程或線程組應(yīng)如何等待。

2.1。?CountDownLatch（自減門閂）

一個(gè)?CountDownLatch?是一個(gè)結(jié)構(gòu)，一個(gè)線程等待其他線程?倒計(jì)時(shí)門閂直至為零。

我們可以將其想象為正在準(zhǔn)備的餐廳的一道菜。無論由哪個(gè)廚師準(zhǔn)備?n種?食物，服務(wù)員都必須等到所有食物都放在盤子上。如果一個(gè)盤子可?容納n個(gè)?物品，那么任何廚師都會(huì)?在他放在盤子上的一個(gè)物品的同時(shí)對(duì)倒計(jì)時(shí)門閂減一操作。

2.2。?CyclicBarrier（循環(huán)阻障）

甲?的CyclicBarrier?是可重復(fù)使用的構(gòu)建體，其中一組線程等待在一起，直到所有線程?到達(dá)。在這一點(diǎn)上，所述屏障破裂，一個(gè)?動(dòng)作可任選地服用。

我們可以將其視為一群朋友。每當(dāng)他們計(jì)劃在餐廳用餐時(shí)，他們都會(huì)決定可以見面的共同點(diǎn)。他們?cè)谀莾旱戎?，只有每個(gè)人到了，他們才能一起去餐廳吃飯。

2.3。進(jìn)一步閱讀

有關(guān)每個(gè)單獨(dú)組件的更多詳細(xì)信息，請(qǐng)分別參考我們之前關(guān)于CountDownLatch?和CyclicBarrier的教程??。

3.任務(wù)與線程

讓我們更深入地研究這兩個(gè)類之間的一些語義差異。

如定義中所述，CyclicBarrier允許多個(gè)線程互相等待，而CountDownLatch允許一個(gè)或多個(gè)線程等待許多任務(wù)完成。

簡(jiǎn)而言之，CyclicBarrier維護(hù)線程數(shù)，而CountDownLatch維護(hù)任務(wù)數(shù)。

在下面的代碼中，我們定義了一個(gè)計(jì)數(shù)為2的CountDownLatch。接下來，我們從單個(gè)線程兩次調(diào)用?countDown（）：

CountDownLatch?countDownLatch?=?new?CountDownLatch(2); Thread?t?=?new?Thread(()?->?{ ????countDownLatch.countDown(); ????countDownLatch.countDown(); }); t.start(); countDownLatch.await(); assertEquals(0,?countDownLatch.getCount());

一旦鎖存器達(dá)到零，等待?調(diào)用就會(huì)返回。

請(qǐng)注意，在這種情況下，我們能夠使同一線程將計(jì)數(shù)減少兩次。

但是，CyclicBarrier在這一點(diǎn)上有所不同。

與上面的示例類似，我們創(chuàng)建一個(gè)CyclicBarrier，它的計(jì)數(shù)再次為2，并在同一線程上調(diào)用await（）兩次：

CyclicBarrier?cyclicBarrier?=?new?CyclicBarrier(2); Thread?t?=?new?Thread(()?->?{ ????try?{ ????????cyclicBarrier.await(); ????????cyclicBarrier.await();???? ????}?catch?(InterruptedException?|?BrokenBarrierException?e)?{ ????????//?error?handling ????} }); t.start(); assertEquals(1,?cyclicBarrier.getNumberWaiting()); assertFalse(cyclicBarrier.isBroken());

這里的第一個(gè)區(qū)別是正在等待的線程就是barrier（障礙）本身。

其次，更重要的是，第二個(gè)await（）?是無用的。單個(gè)線程無法對(duì)Barrier（障礙）做兩次自減。

確實(shí)，因?yàn)?t必須?等待另一個(gè)線程調(diào)用?await（）?才能使計(jì)數(shù)增加到2，所以t的第二次對(duì)await（）的?調(diào)用實(shí)際上不會(huì)被調(diào)用，直到屏障已經(jīng)被打破！

在我們的測(cè)試中，沒有越過障礙，因?yàn)槲覀冎挥幸粋€(gè)線程在等待，而沒有兩個(gè)線程將使障礙被觸發(fā)。從CyclicBarrier.isBroken（）方法也很明顯，該方法返回false。

4.可重用性

這兩個(gè)類別之間第二個(gè)最明顯的區(qū)別是可重用性。詳細(xì)地說，當(dāng)屏障在CyclicBarrier中跳閘時(shí)?，計(jì)數(shù)將重置為其原始值。?CountDownLatch是不同的，因?yàn)橛?jì)數(shù)永遠(yuǎn)不會(huì)重置。

在給定的代碼中，我們定義了一個(gè)CountCount為7的CountDownLatch，并通過20個(gè)不同的調(diào)用對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)：

CountDownLatch?countDownLatch?=?new?CountDownLatch(7); ExecutorService?es?=?Executors.newFixedThreadPool(20); for?(int?i?=?0;?i??{ ????????long?prevValue?=?countDownLatch.getCount(); ????????countDownLatch.countDown(); ????????if?(countDownLatch.getCount()?!=?prevValue)?{ ????????????outputScraper.add("Count?Updated"); ????????} ????});? }? es.shutdown(); assertTrue(outputScraper.size()?<=?7);

我們觀察到，即使有20個(gè)不同的線程調(diào)用?countDown（），計(jì)數(shù)一旦達(dá)到零也不會(huì)重置。

與上面的示例類似，我們定義一個(gè)Countic?7的CyclicBarrier?并從20個(gè)不同的線程中等待它：

CyclicBarrier?cyclicBarrier?=?new?CyclicBarrier(7); ExecutorService?es?=?Executors.newFixedThreadPool(20); for?(int?i?=?0;?i??{ ????????try?{ ????????????if?(cyclicBarrier.getNumberWaiting()?<=?0)?{ ????????????????outputScraper.add("Count?Updated"); ????????????} ????????????cyclicBarrier.await(); ????????}?catch?(InterruptedException?|?BrokenBarrierException?e)?{ ????????????//?error?handling ????????} ????}); } es.shutdown(); assertTrue(outputScraper.size()?>?7);

在這種情況下，我們觀察到每次運(yùn)行新線程時(shí)該值都會(huì)減小，一旦達(dá)到零，就會(huì)重置為原始值。

5.結(jié)論

總而言之，??CyclicBarrier和CountDownLatch?都是在多個(gè)線程之間進(jìn)行同步的有用工具。但是，它們?cè)诠δ苌细静煌?。在確定最適合該工作時(shí)，請(qǐng)仔細(xì)考慮每個(gè)因素。

像往常一樣，所有討論的示例都可以在Github上訪問。

其他相關(guān)討論：

Java concurrency: Countdown latch vs Cyclic barrier

CountDownLatch與CyclicBarrier

Java

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