摘要：當(dāng)位玩家角色都選擇完畢后，開始進(jìn)入游戲。進(jìn)入游戲時(shí)需要加載相關(guān)的數(shù)據(jù)，待全部玩家都加載完畢后正式開始游戲。

CyclicBarrier是java.util.concurrent包下面的一個(gè)工具類，字面意思是可循環(huán)使用（Cyclic）的屏障（Barrier），通過它可以實(shí)現(xiàn)讓一組線程到達(dá)一個(gè)屏障（也可以叫同步點(diǎn)）時(shí)被阻塞，直到最后一個(gè)線程到達(dá)屏障時(shí)，所有被屏障攔截的線程才會(huì)繼續(xù)執(zhí)行。

這篇文章將介紹CyclicBarrier這個(gè)同步工具類的以下幾點(diǎn)

通過案例分析

兩種不同構(gòu)造函數(shù)測(cè)試

CyclicBarrier和CountDownLatch的區(qū)別

await方法及源碼分析。

繼上一篇CountDownLatch模擬游戲加載后，現(xiàn)在用戶點(diǎn)擊開始按鈕后，需要匹配包括自己在內(nèi)的五個(gè)玩家才能開始游戲，匹配玩家成功后進(jìn)入到選擇角色階段。當(dāng)5位玩家角色都選擇完畢后，開始進(jìn)入游戲。進(jìn)入游戲時(shí)需要加載相關(guān)的數(shù)據(jù)，待全部玩家都加載完畢后正式開始游戲。

從需求中可以知道，想要開始游戲需要經(jīng)過三個(gè)階段，分別是

匹配玩家

選擇角色

加載數(shù)據(jù)

在這三個(gè)階段中，都需要互相等待對(duì)方完成才能繼續(xù)進(jìn)入下個(gè)階段。
這時(shí)可以采用CyclicBarrier來作為各個(gè)階段的節(jié)點(diǎn)，等待其他玩家到達(dá)，在進(jìn)入下個(gè)階段。

這里名稱就叫做StartGame，包含兩個(gè)屬性

private String player;
private CyclicBarrier barrier;

通過構(gòu)造函數(shù)初始化兩個(gè)屬性

public StartGame(String player, CyclicBarrier barrier) {
    this.player = player;
    this.barrier = barrier;
}

run方法如下

public void run() {
    try {
        System.out.println(this.getPlayer()+" 開始匹配玩家...");
        findOtherPlayer();
        barrier.await();

        System.out.println(this.getPlayer()+" 進(jìn)行選擇角色...");
        choiceRole();
        System.out.println(this.getPlayer()+" 角色選擇完畢等待其他玩家...");
        barrier.await();

        System.out.println(this.getPlayer()+" 開始游戲,進(jìn)行游戲加載...");
        loading();
        System.out.println(this.getPlayer()+" 游戲加載完畢等待其他玩家加載完成...");
        barrier.await();


        start();
    } catch (Exception e){
        e.printStackTrace();
    }
}

其他的方法findOtherPlayer()、choiceRole()等待使用

Thread.sleep()

來模擬花費(fèi)時(shí)間

CyclicBarrier有兩個(gè)構(gòu)造函數(shù),如下

public CyclicBarrier(int parties) {}
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {}

先來看看一個(gè)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)

public static void main(String[] args) throws IOException {
    CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(5);

    Thread player1 = new Thread(new StartGame("1",barrier));
    Thread player2 = new Thread(new StartGame("2",barrier));
    Thread player3 = new Thread(new StartGame("3",barrier));
    Thread player4 = new Thread(new StartGame("4",barrier));
    Thread player5 = new Thread(new StartGame("5",barrier));

    player1.start();
    player2.start();
    player3.start();
    player4.start();
    player5.start();

    System.in.read();
}

測(cè)試結(jié)果如下

CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(5);

替換為

CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(5, () -> {
    try {
        System.out.println("階段完成，等待2秒...");
        Thread.sleep(2000);
        System.out.println("進(jìn)入下個(gè)階段...");
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }

});

再來看看效果

可以看到在到達(dá)某個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，會(huì)執(zhí)行實(shí)例化CyclicBarrier時(shí)傳入的Runnable對(duì)象。而且每一次到達(dá)都會(huì)執(zhí)行一次。

public int await(){}
public int await(long timeout, TimeUnit unit){}

無參的await方法這里就不做介紹了，主要介紹下有參的await方法。
有參的await方法傳入兩個(gè)參數(shù)，一個(gè)是時(shí)間、另一個(gè)是時(shí)間單位
當(dāng)調(diào)用有參的await方法時(shí)會(huì)出現(xiàn)下方兩個(gè)異常

java.util.concurrent.TimeoutException
java.util.concurrent.BrokenBarrierException

TimeoutException異常是指調(diào)用await方法后等待時(shí)間超過傳入的時(shí)間，此時(shí)會(huì)將CyclicBarrier的狀態(tài)變成broken，其他調(diào)用await方法將會(huì)拋出BrokenBarrierException異常，這時(shí)的CyclicBarrier將變得不可用，需要調(diào)用reset()方法重置CyclicBarrier的狀態(tài)。

為什么這么說？
源碼分析一波就可以看出來了
不管是有參還是無參的await方法都是調(diào)用CyclicBarrier的dowait(boolean timed, long nanos)方法，這個(gè)方法代碼太長(zhǎng)了，截取部分貼出來

private int dowait(boolean timed, long nanos){
    //加鎖、try catch代碼
    final Generation g = generation;
    //判斷柵欄的狀態(tài)
    if (g.broken)
        throw new BrokenBarrierException();
    //...省略

    int index = --count;
    //(index == 0) 時(shí)的代碼，省略

    for (;;) {
        try {
            if (!timed)
                trip.await();
            else if (nanos > 0L)
                nanos = trip.awaitNanos(nanos);
        } catch (InterruptedException ie) {}

        //判斷柵欄的狀態(tài)
        if (g.broken)
            throw new BrokenBarrierException();

        if (g != generation)
            return index;
        //判斷是否是定時(shí)的，且已經(jīng)超時(shí)了
        if (timed && nanos <= 0L) {
            //打破柵欄的狀態(tài)
            breakBarrier();
            throw new TimeoutException();
        }
    }
    //解鎖
}

在代碼的尾部進(jìn)行判斷當(dāng)前等待是否已經(jīng)超時(shí)，如果是會(huì)調(diào)用breakBarrier()方法，且拋出TimeoutException異常，下面是breakBarrier()的代碼

private void breakBarrier() {
    generation.broken = true;
    count = parties;
    trip.signalAll();
}

代碼中將broken狀態(tài)置為true，表示當(dāng)前柵欄移除損壞狀態(tài)，且重置柵欄數(shù)量，然后喚醒其他等待的線程。此時(shí)被喚醒的線程或者其他線程進(jìn)入dowait方法時(shí)，都會(huì)拋出BrokenBarrierException異常

案例源代碼地址：https://github.com/rainbowda/learnWay/tree/master/learnConcurrency/src/main/java/com/learnConcurrency/utils/cyclicBarrier

覺得不錯(cuò)的點(diǎn)個(gè)Star，謝謝