CyclicBarrier

说了CountDownlatch就不得不说下CyclicBarrier，它们俩的功能是大同小异的。CyclicBarrier被称为同步屏障，它可以使一定数量的线程反复在屏障处汇集，当线程到达屏障处调用await方法，该线程就会在此处阻塞，直到所有线程都达到屏障，那么屏障就会打开，所有线程就会继续执行任务

基本结构

该类有几个成员变量：

private static class Generation {
        boolean broken = false;
    }

// 保护屏障用的锁，操作count、generation等成员变量时
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
// 到达屏障并且不能放行的线程会在trip上等待
private final Condition trip = lock.newCondition();
// 打破一次屏障需要多少线程，该变量是在初始化时赋值的
private final int parties;
// 回调任务
private final Runnable barrierCommand;
// 代表当前屏障
private Generation generation = new Generation();
// 还剩多少线程可以打破屏障，该值初始化和partition一样
private int count;

打破屏障的条件

除了当所有线程都到达屏障处可以打破屏障外，以下情况也有可能会打破屏障，并可能会抛出异常：

• 其他某个线程中断当前线程
• 其他某个线程中断其他正在等待的线程
• 其他线程调用了reset方法
• 其他屏障在等待时超时
• 最后一个线程在执行回调任务时发生异常

await

当一个线程到达屏障处时会调用一次await方法：

public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException {
    try {
        return dowait(false, 0L);
    } catch (TimeoutException toe) {
        throw new Error(toe); // cannot happen
    }
}

该方法什么都没做，直接调用dowait方法：

private int dowait(boolean timed, long nanos)
        throws InterruptedException, BrokenBarrierException,
               TimeoutException {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
    try {
        final Generation g = generation;

        if (g.broken)
            throw new BrokenBarrierException();

        if (Thread.interrupted()) {
            breakBarrier();
            throw new InterruptedException();
        }

        int index = --count;
        if (index == 0) {  // tripped
            boolean ranAction = false;
            try {
                final Runnable command = barrierCommand;
                if (command != null)
                    command.run();
                ranAction = true;
                nextGeneration();
                return 0;
            } finally {
                if (!ranAction)
                    breakBarrier();
            }
        }

        // loop until tripped, broken, interrupted, or timed out
        for (;;) {
            try {
                if (!timed)
                    trip.await();
                else if (nanos > 0L)
                    nanos = trip.awaitNanos(nanos);
            } catch (InterruptedException ie) {
                if (g == generation && ! g.broken) {
                    breakBarrier();
                    throw ie;
                } else {
                    // We're about to finish waiting even if we had not
                    // been interrupted, so this interrupt is deemed to
                    // "belong" to subsequent execution.
                    Thread.currentThread().interrupt();
                }
            }

            if (g.broken)
                throw new BrokenBarrierException();

            if (g != generation)
                return index;

            if (timed && nanos <= 0L) {
                breakBarrier();
                throw new TimeoutException();
            }
        }
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

• 使用ReentrantLock进行加锁，并把当前屏障赋值给g
• 如果当前屏障被破坏，抛出BrokenBarrierException异常
• 如果当前线程被中断，破坏当前屏障并抛出InterruptedException异常
• --count并赋值给index，代表的是当前线程已经进入屏障，index表示到达当前线程的索引
• 如果index等于0，表达该线程是最后一个线程
  • 设置任务执行结果为false
  • 如果回调任务command不为null，执行回调任务
  • 设置任务执行结果为true
  • 调用nextGeneration重置屏障，唤醒其他所有线程
  • 返回0
  • 进入finally模块，如果任务执行结果为false，那么就会执行finally代码块中的breakBarrier方法，破坏屏障
• 如果index不等于0，表示该线程不是最后一个线程，进入死循环
  • 如果不是超时等待，则调用trip.await()方法，将当前线程放入等待队列中
  • 如果是超时等待，则调用trip.awaitNanos方法，将当前线程放入等待队列中，该方法会有超时时间的限制
• 如果当前线程被破坏，抛出异常
• 如果g和当前屏障不相等，直接返回index
• 如果是超时等待并且超时时间小于等于0了，那么就破坏屏障并抛出异常