Java 详解循环屏障CyclicBarrier如何实现多线程分段等待执行完成

前言

工作中是否有这样的场景，多个线程任务，如果所有线程完成到某个阶段，你希望知道所有线程均完成该阶段。当然你使用线程计数可以实现，只是不够优雅。

所以我即：Java 多线程等待优雅的实现方式之Phaser同步屏障

之后再提供一个循环屏障，CyclicBarrier，更优雅的实现工具。

Maven依赖

可以依赖，也可以不依赖，只是代码要稍微多一些，最好添加。

        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>cn.hutool</groupId>
            <artifactId>hutool-all</artifactId>
            <version>5.7.15</version>
        </dependency>

代码

不废话，上代码。

package com.huyi.csdn.tools;
 
import cn.hutool.core.thread.ThreadUtil;
import lombok.Getter;
import lombok.Setter;
 
import java.text.MessageFormat;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.*;
 
/**
 * @Program: csdn @ClassName: CyclicBarrierUtil @Author: huyi @Date: 2021-11-07 17:09 @Description:
 * 循环屏障工具 @Version: V1.0
 */
public class CyclicBarrierUtil {
  public static final ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(50);
 
  @Getter
  @Setter
  public static class SegmentedTask {
    private Runnable start;
    private Runnable middle;
    private Runnable end;
 
    public SegmentedTask(Runnable start, Runnable middle, Runnable end) {
      this.start = start;
      this.middle = middle;
      this.end = end;
    }
  }
 
  /**
   * 提交任务
   *
   * @param tasks 参数
   */
  public static void submit(List<SegmentedTask> tasks) {
    CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(tasks.size() + 1);
    try {
      tasks.forEach(
          x -> {
            executorService.submit(
                () -> {
                  try {
                    x.getStart().run();
                    cyclicBarrier.await();
                    x.getMiddle().run();
                    cyclicBarrier.await();
                    x.getEnd().run();
                    cyclicBarrier.await();
                  } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
                    e.printStackTrace();
                  }
                });
          });
      cyclicBarrier.await();
      System.out.println("初始任务已经全部完成");
      cyclicBarrier.await();
      System.out.println("中间任务已经全部完成");
      cyclicBarrier.await();
      System.out.println("最终任务已经全部完成");
    } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
 
  public static void destroy() {
    System.out.println("摧毁线程池");
    executorService.shutdown();
  }
}

代码说明

1、构造了一个分段任务实体类，成员有3段Runnable。

2、不同段的Runnable完成后会等待其他线程完成该段任务。

验证代码

  public static void main(String[] args) {
    Random random = new Random();
    List<SegmentedTask> tasks = new ArrayList<>();
    for (int i = 1; i < 11; i++) {
      int finalI = i;
      tasks.add(
          new SegmentedTask(
              () -> {
                ThreadUtil.sleep(random.nextInt(10), TimeUnit.SECONDS);
                System.out.println(
                    Thread.currentThread() + ":" + MessageFormat.format("第{0}军团已经开始推进！", finalI));
              },
              () -> {
                ThreadUtil.sleep(random.nextInt(10), TimeUnit.SECONDS);
                System.out.println(
                    Thread.currentThread() + ":" + MessageFormat.format("第{0}军团已经正在进攻！", finalI));
              },
              () -> {
                ThreadUtil.sleep(random.nextInt(10), TimeUnit.SECONDS);
                System.out.println(
                    Thread.currentThread() + ":" + MessageFormat.format("第{0}军团已经攻陷阵地！", finalI));
              }));
    }
    CyclicBarrierUtil.submit(tasks);
    ThreadUtil.sleep(35, TimeUnit.SECONDS);
    CyclicBarrierUtil.destroy();
  }

验证结果

E:Javajdk1.8.0_40binjava.exe "-javaagent:E:Program FilesJetBrainsIntelliJ IDEA 2020.1.1libidea_rt.jar=5831:E:Program FilesJetBrainsIntelliJ IDEA 2020.1.1bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath E:Javajdk1.8.0_40jrelibcharsets.jar;E:Javajdk1.8.0_40jrelibdeploy.jar;E:Javajdk1.8.0_40jrelibextaccess-bridge-64.jar;E:Javajdk1.8.0_40jrelibextcldrdata.jar;E:Javajdk1.8.0_40jrelibextdnsns.jar;E:Javajdk1.8.0_40jrelibextjaccess.jar;E:Javajdk1.8.0_40jrelibextjfxrt.jar;E:Javajdk1.8.0_40jrelibextlocaledata.jar;E:Javajdk1.8.0_40jrelibextnashorn.jar;E:Javajdk1.8.0_40jrelibextsunec.jar;E:Javajdk1.8.0_40jrelibextsunjce_provider.jar;E:Javajdk1.8.0_40jrelibextsunmscapi.jar;E:Javajdk1.8.0_40jrelibextsunpkcs11.jar;E:Javajdk1.8.0_40jrelibextzipfs.jar;E:Javajdk1.8.0_40jrelibjavaws.jar;E:Javajdk1.8.0_40jrelibjce.jar;E:Javajdk1.8.0_40jrelibjfr.jar;E:Javajdk1.8.0_40jrelibjfxswt.jar;E:Javajdk1.8.0_40jrelibjsse.jar;E:Javajdk1.8.0_40jrelibmanagement-agent.jar;E:Javajdk1.8.0_40jrelibplugin.jar;E:Javajdk1.8.0_40jrelibresources.jar;E:Javajdk1.8.0_40jrelibrt.jar;C:UsersyiIdeaProjectscsdntargetclasses;C:Usersyi.m2repositoryorgspringframeworkbootspring-boot-starter-web2.5.6spring-boot-starter-web-2.5.6.jar;C:Usersyi.m2repositoryorgspringframeworkbootspring-boot-starter2.5.6spring-boot-starter-2.5.6.jar;C:Usersyi.m2repositoryorgspringframeworkbootspring-boot-starter-logging2.5.6spring-boot-starter-logging-2.5.6.jar;C:Usersyi.m2repositorychqoslogbacklogback-classic1.2.6logback-classic-1.2.6.jar;C:Usersyi.m2repositorychqoslogbacklogback-core1.2.6logback-core-1.2.6.jar;C:Usersyi.m2repositoryorgapachelogginglog4jlog4j-to-slf4j2.14.1log4j-to-slf4j-2.14.1.jar;C:Usersyi.m2repositoryorgapachelogginglog4jlog4j-api2.14.1log4j-api-2.14.1.jar;C:Usersyi.m2repositoryorgslf4jjul-to-slf4j1.7.32jul-to-slf4j-1.7.32.jar;C:Usersyi.m2repositoryjakartaannotationjakarta.annotation-api1.3.5jakarta.annotation-api-1.3.5.jar;C:Usersyi.m2repositoryorgyamlsnakeyaml1.28snakeyaml-1.28.jar;C:Usersyi.m2repositoryorgspringframeworkbootspring-boot-starter-json2.5.6spring-boot-starter-json-2.5.6.jar;C:Usersyi.m2repositorycomfasterxmljacksoncorejackson-databind2.12.5jackson-databind-2.12.5.jar;C:Usersyi.m2repositorycomfasterxmljacksoncorejackson-annotations2.12.5jackson-annotations-2.12.5.jar;C:Usersyi.m2repositorycomfasterxmljacksoncorejackson-core2.12.5jackson-core-2.12.5.jar;C:Usersyi.m2repositorycomfasterxmljacksondatatypejackson-datatype-jdk82.12.5jackson-datatype-jdk8-2.12.5.jar;C:Usersyi.m2repositorycomfasterxmljacksondatatypejackson-datatype-jsr3102.12.5jackson-datatype-jsr310-2.12.5.jar;C:Usersyi.m2repositorycomfasterxmljacksonmodulejackson-module-parameter-names2.12.5jackson-module-parameter-names-2.12.5.jar;C:Usersyi.m2repositoryorgspringframeworkbootspring-boot-starter-tomcat2.5.6spring-boot-starter-tomcat-2.5.6.jar;C:Usersyi.m2repositoryorgapachetomcatembedtomcat-embed-core9.0.54tomcat-embed-core-9.0.54.jar;C:Usersyi.m2repositoryorgapachetomcatembedtomcat-embed-el9.0.54tomcat-embed-el-9.0.54.jar;C:Usersyi.m2repositoryorgapachetomcatembedtomcat-embed-websocket9.0.54tomcat-embed-websocket-9.0.54.jar;C:Usersyi.m2repositoryorgspringframeworkspring-web5.3.12spring-web-5.3.12.jar;C:Usersyi.m2repositoryorgspringframeworkspring-beans5.3.12spring-beans-5.3.12.jar;C:Usersyi.m2repositoryorgspringframeworkspring-webmvc5.3.12spring-webmvc-5.3.12.jar;C:Usersyi.m2repositoryorgspringframeworkspring-aop5.3.12spring-aop-5.3.12.jar;C:Usersyi.m2repositoryorgspringframeworkspring-context5.3.12spring-context-5.3.12.jar;C:Usersyi.m2repositoryorgspringframeworkspring-expression5.3.12spring-expression-5.3.12.jar;C:Usersyi.m2repositoryorgspringframeworkbootspring-boot-devtools2.5.6spring-boot-devtools-2.5.6.jar;C:Usersyi.m2repositoryorgspringframeworkbootspring-boot2.5.6spring-boot-2.5.6.jar;C:Usersyi.m2repositoryorgspringframeworkbootspring-boot-autoconfigure2.5.6spring-boot-autoconfigure-2.5.6.jar;C:Usersyi.m2repositoryorgspringframeworkbootspring-boot-configuration-processor2.5.6spring-boot-configuration-processor-2.5.6.jar;C:Usersyi.m2repositoryorgprojectlomboklombok1.18.22lombok-1.18.22.jar;C:Usersyi.m2repositoryorgslf4jslf4j-api1.7.32slf4j-api-1.7.32.jar;C:Usersyi.m2repositoryorgspringframeworkspring-core5.3.12spring-core-5.3.12.jar;C:Usersyi.m2repositoryorgspringframeworkspring-jcl5.3.12spring-jcl-5.3.12.jar;C:Usersyi.m2repositorycnhutoolhutool-all5.7.15hutool-all-5.7.15.jar;C:Usersyi.m2repositorycomgoogleguavaguava31.0.1-jreguava-31.0.1-jre.jar;C:Usersyi.m2repositorycomgoogleguavafailureaccess1.0.1failureaccess-1.0.1.jar;C:Usersyi.m2repositorycomgoogleguavalistenablefuture9999.0-empty-to-avoid-conflict-with-guavalistenablefuture-9999.0-empty-to-avoid-conflict-with-guava.jar;C:Usersyi.m2repositorycomgooglecodefindbugsjsr3053.0.2jsr305-3.0.2.jar;C:Usersyi.m2repositoryorgcheckerframeworkchecker-qual3.12.0checker-qual-3.12.0.jar;C:Usersyi.m2repositorycomgoogleerrorproneerror_prone_annotations2.7.1error_prone_annotations-2.7.1.jar;C:Usersyi.m2repositorycomgooglej2objcj2objc-annotations1.3j2objc-annotations-1.3.jar com.huyi.csdn.tools.CyclicBarrierUtil
Thread[pool-1-thread-9,5,main]:第9军团已经开始推进！
Thread[pool-1-thread-10,5,main]:第10军团已经开始推进！
Thread[pool-1-thread-8,5,main]:第8军团已经开始推进！
Thread[pool-1-thread-3,5,main]:第3军团已经开始推进！
Thread[pool-1-thread-7,5,main]:第7军团已经开始推进！
Thread[pool-1-thread-5,5,main]:第5军团已经开始推进！
Thread[pool-1-thread-6,5,main]:第6军团已经开始推进！
Thread[pool-1-thread-4,5,main]:第4军团已经开始推进！
Thread[pool-1-thread-1,5,main]:第1军团已经开始推进！
Thread[pool-1-thread-2,5,main]:第2军团已经开始推进！
初始任务已经全部完成
Thread[pool-1-thread-4,5,main]:第4军团已经正在进攻！
Thread[pool-1-thread-6,5,main]:第6军团已经正在进攻！
Thread[pool-1-thread-5,5,main]:第5军团已经正在进攻！
Thread[pool-1-thread-8,5,main]:第8军团已经正在进攻！
Thread[pool-1-thread-7,5,main]:第7军团已经正在进攻！
Thread[pool-1-thread-9,5,main]:第9军团已经正在进攻！
Thread[pool-1-thread-1,5,main]:第1军团已经正在进攻！
Thread[pool-1-thread-2,5,main]:第2军团已经正在进攻！
Thread[pool-1-thread-3,5,main]:第3军团已经正在进攻！
Thread[pool-1-thread-10,5,main]:第10军团已经正在进攻！
中间任务已经全部完成
Thread[pool-1-thread-7,5,main]:第7军团已经攻陷阵地！
Thread[pool-1-thread-5,5,main]:第5军团已经攻陷阵地！
Thread[pool-1-thread-2,5,main]:第2军团已经攻陷阵地！
Thread[pool-1-thread-8,5,main]:第8军团已经攻陷阵地！
Thread[pool-1-thread-3,5,main]:第3军团已经攻陷阵地！
Thread[pool-1-thread-9,5,main]:第9军团已经攻陷阵地！
Thread[pool-1-thread-10,5,main]:第10军团已经攻陷阵地！
Thread[pool-1-thread-4,5,main]:第4军团已经攻陷阵地！
Thread[pool-1-thread-1,5,main]:第1军团已经攻陷阵地！
Thread[pool-1-thread-6,5,main]:第6军团已经攻陷阵地！
最终任务已经全部完成
摧毁线程池

Process finished with exit code 0

OK，完美。

总结

该工具中的分段任务实体可以调整，按照你的需求来。该工具类就是给个模板，供参考用。

最近很多事情不是很顺，天气也转凉了，下了一天的雨。但想到冬天懒懒的阳光，会不经意的伸个懒腰，阳光总会来的。

分享：

此生来生都愿识尽世间好人，读尽世间好书，看尽世间好山水，天上风景再好，从不羡慕。---《雪中悍刀行》

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最后

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