자바 병렬 시리즈 의 CyclicBarrier 소스 코드 분석
11129 단어 Java동시 다발 시리즈CyclicBarrier
Cyclic Barrier 류 내부 에 카운터 가 있 습 니 다.모든 스 레 드 는 장벽 에 도 착 했 을 때 await 방법 으로 자신 을 막 습 니 다.이때 계수 기 는 1 을 줄 이 고 카운터 가 0 으로 줄 었 을 때 await 방법 으로 막 힌 모든 스 레 드 가 깨 어 납 니 다.이것 이 바로 하나의 스 레 드 가 서로 기다 리 는 원 리 를 실현 하 는 것 입 니 다.다음은 Cyclic Barrier 에 어떤 멤버 변수 가 있 는 지 살 펴 보 겠 습 니 다.
//
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
//
private final Condition trip = lock.newCondition();
//
private final int parties;
//
private final Runnable barrierCommand;
//
private Generation generation = new Generation();
//
private int count;
// Generation
private static class Generation {
boolean broken = false;
}
// 1
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {
if (parties <= 0) throw new IllegalArgumentException();
this.parties = parties;
this.count = parties;
this.barrierCommand = barrierAction;
}
// 2
public CyclicBarrier(int parties) {
this(parties, null);
}
//
public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException {
try {
return dowait(false, 0L);
} catch (TimeoutException toe) {
throw new Error(toe);
}
}
//
public int await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, BrokenBarrierException, TimeoutException {
return dowait(true, unit.toNanos(timeout));
}
//
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()) {
//
//1.
//2.
//3.
breakBarrier();
throw new InterruptedException();
}
// 1
int index = --count;
// 0
if (index == 0) {
boolean ranAction = false;
try {
//
final Runnable command = barrierCommand;
if (command != null) {
command.run();
}
ranAction = true;
//
nextGeneration();
return 0;
} finally {
//
if (!ranAction) {
breakBarrier();
}
}
}
// 0
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 {
// ,
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();
}
}
//
private void nextGeneration() {
//
trip.signalAll();
//
count = parties;
//
generation = new Generation();
}
//
private void breakBarrier() {
//
generation.broken = true;
//
count = parties;
//
trip.signalAll();
}
class Horse implements Runnable {
private static int counter = 0;
private final int id = counter++;
private int strides = 0;
private static Random rand = new Random(47);
private static CyclicBarrier barrier;
public Horse(CyclicBarrier b) { barrier = b; }
@Override
public void run() {
try {
while(!Thread.interrupted()) {
synchronized(this) {
//
strides += rand.nextInt(3);
}
barrier.await();
}
} catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
public String tracks() {
StringBuilder s = new StringBuilder();
for(int i = 0; i < getStrides(); i++) {
s.append("*");
}
s.append(id);
return s.toString();
}
public synchronized int getStrides() { return strides; }
public String toString() { return "Horse " + id + " "; }
}
public class HorseRace implements Runnable {
private static final int FINISH_LINE = 75;
private static List<Horse> horses = new ArrayList<Horse>();
private static ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
@Override
public void run() {
StringBuilder s = new StringBuilder();
//
for(int i = 0; i < FINISH_LINE; i++) {
s.append("=");
}
System.out.println(s);
//
for(Horse horse : horses) {
System.out.println(horse.tracks());
}
//
for(Horse horse : horses) {
if(horse.getStrides() >= FINISH_LINE) {
System.out.println(horse + "won!");
exec.shutdownNow();
return;
}
}
//
try {
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200);
} catch(InterruptedException e) {
System.out.println("barrier-action sleep interrupted");
}
}
public static void main(String[] args) {
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(7, new HorseRace());
for(int i = 0; i < 7; i++) {
Horse horse = new Horse(barrier);
horses.add(horse);
exec.execute(horse);
}
}
}
이로써 우 리 는 Cyclic Barrier 와 Count Downlatch 를 비교 하 는 것 을 피하 기 어렵다.이 두 가지 유형 은 하나의 스 레 드 가 특정한 조건 에 도달 하기 전에 기다 리 는 것 을 실현 할 수 있 습 니 다.내부 에 하나의 카운터 가 있 습 니 다.카운터 의 값 이 0 으로 계속 줄 어 들 면 모든 막 힌 스 레 드 가 깨 어 납 니 다.차이 점 은 Cyclic Barrier 의 계수 기 는 스스로 제어 하고 Count Downlatch 의 계수 기 는 사용자 가 제어 합 니 다.Cyclic Barrier 에서 스 레 드 호출 await 방법 은 자신 을 막 을 뿐만 아니 라 계수 기 를 1 로 줄 일 수 있 습 니 다.Count Downlatch 에서 스 레 드 호출 await 방법 은 자신 을 막 을 뿐 카운터 의 값 을 줄 이지 않 습 니 다.또 Count Downlatch 는 한 바퀴 만 차단 할 수 있 고,Cyclic Barrier 는 순환 차단 이 가능 하 다.일반적으로 Cyclic Barrier 를 사용 하면 Count Downlatch 의 기능 을 실현 할 수 있 지만,반대로 위의 경마 프로그램 은 Cyclic Barrier 만 사용 할 수 있다.한 마디 로 하면 이 두 가지 공통점 은 대체적으로 이와 같다.언제 Cyclic Barrier 를 사용 하 는 지,언제 Count Downlatch 를 사용 하 는 지 에 대해 서 는 독자 스스로 파악 해 야 한다.
이상 이 바로 본 고의 모든 내용 입 니 다.여러분 의 학습 에 도움 이 되 고 저 희 를 많이 응원 해 주 셨 으 면 좋 겠 습 니 다.
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