闭锁CountDownLatch和栅栏CyclicBarrier之异同举例

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CountDownLatch和CyclicBarrier的主要联系和区别如下：
1.闭锁CountDownLatch做减计数，而栅栏CyclicBarrier则是加计数。
2.CountDownLatch是一次性的，CyclicBarrier可以重用。
3.CountDownLatch强调一个线程等多个线程完成某件事情。CyclicBarrier是多个线程互等，等大家都完成。
4.鉴于上面的描述，CyclicBarrier在一些场景中可以替代CountDownLatch实现类似的功能。

另外，值得一提的是，CountDownLatch和CyclicBarrier在创建和启动线程时，都没有明确提到同时启动全部线程，事实上这在技术上是不大可能，不必要，不提倡的。

先看例子一：

class SubRunnable implements Runnable {
    private CountDownLatch begin, end;
    private List<Integer> sublist;
    
    public SubRunnable(List<Integer> sublist, CountDownLatch begin,CountDownLatch end) {
        this.sublist = sublist;
        
        this.begin = begin;
        this.end = end;
    }
    
    @Override
    public void run() {
        try {
            begin.await();            
            
            if (sublist != null) {
                for (int i : sublist) {
                    System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + ", i = " + i);
                }
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally{
            System.out.println(System.currentTimeMillis() + ",线程" + Thread.currentThread().getName() + ",开始执行！");
            end.countDown();
        }
    }
}
public class BatchWithCountDownLatch {
    private static final int MAX = 3;
    
    private static void list(List<Integer> list) {
        if(list == null){
            list = new ArrayList<Integer>();
        }
        
        for(int i = 0 ;i < 1000;i++){
            list.add(i);
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        list(list);
        
        //把list拆分成多个
        int mod = list.size() % MAX;
        int threadCount = mod == 0 ? list.size() / MAX : list.size() / MAX + 1;
        ExecutorService executors = Executors.newFixedThreadPool(threadCount);
        
        CountDownLatch begin = new CountDownLatch(1); 
        CountDownLatch end = new CountDownLatch(threadCount); 
                
        for(int i = 0; i< threadCount;i++){
            int subsize = (i + 1) * MAX;
            executors.execute(new SubRunnable(list.subList(i * MAX, subsize > list.size() ? list.size() : subsize),begin,end));
        }
        
        System.out.println("开始 !");
        begin.countDown();
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        
        try {
            end.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "," + System.currentTimeMillis() + ", 所有线程已完成，开始进入下一步！");
            System.out.println("花费时间 -> " + (System.currentTimeMillis() - startTime) + " ms");
        }
        
        System.out.println("开始进入第二步操作! ");        
        
        System.out.println("end! ");
    }
}

这是根据jdk文档中的伪代码例程，编写的一个例子，我们完全可以将这个例程改为只使用一个CountDownLatch来实现之。经过测试，发现begin的引入对程序基本无用，当list是1000的数量级时，最先启动的线程仍然比最后启动的快几十毫秒左右；而不设置begin开始闭锁的程序，也是完全一样的情况。

例子二：

class SubRunnable implements Runnable {
    private CyclicBarrier cyclicBarrier;
    private List<Integer> sublist;
    
    public SubRunnable(List<Integer> sublist, CyclicBarrier cyclicBarrier) {
        this.sublist = sublist;
        this.cyclicBarrier = cyclicBarrier;
    }
    
    @Override
    public void run() {        
        try {
            System.out.println(System.currentTimeMillis() + ",线程" + Thread.currentThread().getName() + ",开始执行！");
            if(sublist != null){
                for(int i : sublist){
                    System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + ", i = " + i);
                }
            }
            cyclicBarrier.await();
        } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }    
}
public class ReplaceCountDownLatch {
    private static final int MAX = 3;
    
    private static void list(List<Integer> list) {
        if(list == null){
            list = new ArrayList<Integer>();
        }
        
        for(int i = 0 ;i < 10;i++){
            list.add(i);
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, BrokenBarrierException {
        List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        list(list);
        //把list拆分成多个
        int mod = list.size() % MAX;
        int threadCount = mod == 0 ? list.size() / MAX : list.size() / MAX + 1;
        ExecutorService executors = Executors.newFixedThreadPool(threadCount);
        final CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(threadCount,new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //根据jdkdoc里的描述，哪个线程最后运行完，就执行下面的代码。
                System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "," + System.currentTimeMillis() + ", 所有线程已完成，开始进入下一步！");
            }
        });
        
        for(int i = 0; i< threadCount;i++){
            int subsize = (i + 1) * MAX;
            executors.execute(new SubRunnable(list.subList(i * MAX, subsize > list.size() ? list.size() : subsize),cyclicBarrier));
        }
        
        cyclicBarrier.await();
        executors.shutdown();
        System.out.println("开始进入第二步操作! ");
        
        
        System.out.println("end! ");
    }
}

使用栅栏CyclicBarrier实现和上面闭锁CountDownLatch相同的功能。

来源：oschina

链接：https://my.oschina.net/u/75789/blog/421945