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Java 并发CyclicBarrier 打造门禁系统


 

Java 并发专题 : CyclicBarrier 打造一个安全的门禁系统
 
这次介绍CyclicBarrier:看一眼API的注释: 
/** 
* A synchronization aid that allows a set of threads to all wait for 
* each other to reach a common barrier point. CyclicBarriers are 
* useful in programs involving a fixed sized party of threads that 
* must occasionally wait for each other. The barrier is called 
* cyclic because it can be re-used after the waiting threads 
* are released.
 
大概意思:一个让一组线程同时阻塞到一个位置的同步辅助类。在包含固定线程且线程间必须相互等待的场景中非常有用。cyclic的意思是CyclicBarrier当等待的线程全部释放之后,可以重复使用。(英语水平就这样了。。。。) 
CyclicBarrier 类似一个闸门,指定数目的线程都必须到达这个闸门,闸门才会打开。 
下面使用CyclicBarrier模拟一个门禁系统: 
需求是这样的:到放学时间,所有的学生必须刷卡,然后人数齐了自动开门,统一回家。这个需求刚刚的,避免了把部分孩子丢在学校发生危险,特别是幼儿园或者小学生~~ 
package com.zhy.concurrency.cyclic;
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException; 
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
 
/** 
* 安全的门禁系统 
* @author zhy 
*/ 
public class CyclicBarrierTest 
{
 
/**
 * 学生总数
 */
private final int STUDENT_COUNT = 10;
 
/**
 * 当人到齐,自动开门程序
 */
final CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(STUDENT_COUNT,
        new Runnable()
        {
            @Override
            public void run()
            {
                System.out.println("人到齐了,开门....");
            }
        });
 
public void goHome() throws InterruptedException, BrokenBarrierException
{
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "已刷卡,等待开门回家~");
    barrier.await();
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "放学回家~");
}
 
public static void main(String[] args) throws InterruptedException,
        BrokenBarrierException
{
 
    final CyclicBarrierTest instance = new CyclicBarrierTest();
 
    /**
     * 每个线程代表一个学生
     */
    for (int i = 0; i < instance.STUDENT_COUNT; i++)
    {
        new Thread("学生" + i +"  " )
        {
            public void run()
            {
 
                try
                {
                    instance.goHome();
                } catch (InterruptedException e)
                {
                    e.printStackTrace();
                } catch (BrokenBarrierException e)
                {
                    e.printStackTrace();
                }
 
            };
 
        }.start();
    }
 
}
}
 
输出结果: 
学生1 已刷卡,等待开门回家~ 
学生3 已刷卡,等待开门回家~ 
学生5 已刷卡,等待开门回家~ 
学生9 已刷卡,等待开门回家~ 
学生7 已刷卡,等待开门回家~ 
学生0 已刷卡,等待开门回家~ 
学生2 已刷卡,等待开门回家~ 
学生6 已刷卡,等待开门回家~ 
学生8 已刷卡,等待开门回家~ 
学生4 已刷卡,等待开门回家~ 
人到齐了,开门…. 
学生4 放学回家~ 
学生1 放学回家~ 
学生3 放学回家~ 
学生5 放学回家~ 
学生9 放学回家~ 
学生2 放学回家~ 
学生6 放学回家~ 
学生0 放学回家~ 
学生7 放学回家~ 
学生8 放学回家~
 
哈哈,如果哪个幼儿园用了这么一套系统,孩子应该不会丢学校了吧,,,,开玩笑了;; 
CyclicBarrier把所有的线程都阻塞在一个阀门位置,然后等到等待的线程数到达预设的值,就打开这个阀门。记得是阻塞线程,不是阻塞操作,在同一个线程使劲掉await是没什么效果的。
 
上面的例子显示了CyclicBarrier的基本用法,但是cyclic的功能并没有显示出来,既然注释中讲了,我们有必要来个例子看看: 
我们改造下我们的门禁,毕竟刷卡好不现实,现在需求是这样的:学生一个人走太危险,现在门卫放学在门口守着,让学生3个一组的走。 
package com.zhy.concurrency.cyclic;
 
import java.util.concurrent.BrokenBarrierException; 
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
 
/** 
* 改造后的门禁系统 
* @author zhy 
*/ 
public class CyclicBarrierTest2 
{
 
/**
 * 学生总数
 */
private final int STUDENT_COUNT = 12;
 
/**
 * 每3个人一组出门
 */
final CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3,
        new Runnable()
        {
            @Override
            public void run()
            {
                System.out.println("有3个学生到齐了,放行....");
            }
        });
 
public void goHome() throws InterruptedException, BrokenBarrierException
{
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "已刷卡,等待开门回家~");
    barrier.await();
}
 
public static void main(String[] args) throws InterruptedException,
        BrokenBarrierException
{
 
    final CyclicBarrierTest2 instance = new CyclicBarrierTest2();
 
    /**
     * 每个线程代表一个学生
     */
    for (int i = 0; i < instance.STUDENT_COUNT; i++)
    {
        new Thread("学生" + i +"  " )
        {
            public void run()
            {
 
                try
                {
                    instance.goHome();
                } catch (InterruptedException e)
                {
                    e.printStackTrace();
                } catch (BrokenBarrierException e)
                {
                    e.printStackTrace();
                }
 
            };
 
        }.start();
    }
 
}
输出结果: 
学生0 已刷卡,等待开门回家~ 
学生1 已刷卡,等待开门回家~ 
学生2 已刷卡,等待开门回家~ 
有3个学生到齐了,放行…. 
学生3 已刷卡,等待开门回家~ 
学生5 已刷卡,等待开门回家~ 
学生7 已刷卡,等待开门回家~ 
有3个学生到齐了,放行…. 
学生4 已刷卡,等待开门回家~ 
学生9 已刷卡,等待开门回家~ 
学生6 已刷卡,等待开门回家~ 
有3个学生到齐了,放行…. 
学生11 已刷卡,等待开门回家~ 
学生10 已刷卡,等待开门回家~ 
学生8 已刷卡,等待开门回家~ 
有3个学生到齐了,放行….
 
这个例子充分的体现了CyclicBarrier的复用性,是吧,这样的系统或许更实在些,0成本~哈哈~。