So verwenden Sie CyclicBarrier für hohe Parallelität in Java

CyclicBarrier in Java ist ein Synchronisierungstool, das es mehreren Threads ermöglicht, an einer Barriere zu warten, bis alle Threads die Barriere erreichen, bevor sie mit der Ausführung fortfahren können. Mit CyclicBarrier kann die Ausführung mehrerer Threads koordiniert werden, sodass diese an einem bestimmten Punkt gleichzeitig ausgeführt werden können.

CyclicBarrier ist ein Synchronisierungstool in Java, das es mehreren Threads ermöglicht, an einem Barrierepunkt zu warten, bis alle Threads diesen Punkt erreichen, bevor sie mit der Ausführung fortfahren können. Mit CyclicBarrier kann die Ausführung mehrerer Threads koordiniert werden, sodass diese an einem bestimmten Punkt gleichzeitig ausgeführt werden können.

Verwendung

Die grundlegende Verwendung von CyclicBarrier ist wie folgt:

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

public class CyclicBarrierExample {

    public static void main(String[] args) {
        int n = 3;
        CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(n, new Runnable() {
            public void run() {
                System.out.println("All threads have reached the barrier");
            }
        });

        Thread t1 = new Thread(new MyRunnable(barrier), "Thread 1");
        Thread t2 = new Thread(new MyRunnable(barrier), "Thread 2");
        Thread t3 = new Thread(new MyRunnable(barrier), "Thread 3");

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }

    static class MyRunnable implements Runnable {
        private final CyclicBarrier barrier;

        public MyRunnable(CyclicBarrier barrier) {
            this.barrier = barrier;
        }

        public void run() {
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is waiting at the barrier...");
                barrier.await();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " has crossed the barrier");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

In diesem Beispiel erstellen wir ein CyclicBarrier-Objekt, das darauf warten muss, dass 3 Threads den Barrierepunkt erreichen. Wenn alle Threads den Barrierepunkt erreichen, wird eine Rückruffunktion ausgelöst und eine Nachricht gedruckt.

Wir erstellen 3 Threads und übergeben sie an ein benutzerdefiniertes Runnable-Objekt. In der Ausführungsmethode jedes Threads geben wir zunächst eine Meldung aus, die angibt, dass der Thread auf den Barrierepunkt wartet. Rufen Sie dann die Methode barrier.await() auf, um den Thread zur Warteschlange hinzuzufügen. Die Ausführung wird erst fortgesetzt, wenn alle Threads den Barrierepunkt erreichen. Am Ende drucken wir eine Meldung aus, die angibt, dass der Thread den Barrierepunkt überschritten hat.

Die laufenden Ergebnisse des obigen Codes lauten wie folgt:

Thread 1 wartet an der Barriere...
Thread 3 wartet an der Barriere...
Thread 2 wartet an der Barriere...
Alle Threads haben die Barriere erreicht
Thread 2 hat die Barriere überschritten
Thread 1 hat die Barriere überschritten
Thread 3 hat die Barriere überschritten

Wie aus dem obigen Code ersichtlich ist, unterstützt CyclicBarrier auch eine optionale Rückruffunktion, die verwendet wird, wenn Alle Threads kommen an. Nachdem der Barrierepunkt erreicht wurde, wird die angegebene Rückruffunktion aufgerufen. Wenn im obigen Beispiel alle Threads den Barrierepunkt erreichen, wird die Callback-Funktion ausgeführt, um anzuzeigen, dass der Barrierepunkt erreicht wurde.

CyclicBarrier unterstützt auch eine erweiterte Verwendung, bei der einige zusätzliche Vorgänge ausgeführt werden, während darauf gewartet wird, dass der Thread den Barrierepunkt erreicht. Dies kann durch den Rückgabewert der Wait-Methode erreicht werden, wie unten gezeigt:

int index = barrier.await();
if (index == 0) {
    // 执行额外的操作
}

In diesem Beispiel gibt der Rückgabewert der Wait-Methode die Position des Threads in der Warteschlange an. Wenn der Rückgabewert 0 ist, ist dies der Fall bedeutet, dass der aktuelle Thread der letzte ist. Ein Thread, der den Barrierepunkt erreicht, kann einige zusätzliche Vorgänge ausführen, z. B. einige Abschlussarbeiten wie die Datenbereinigung.

Hinweise

Bei der Verwendung von CyclicBarrier in Java müssen Sie die folgenden Punkte beachten:

1 Der Zähler von CyclicBarrier ist wiederverwendbar, d. h. wenn alle Threads den Barrierepunkt erreichen, wird der Zähler zurückgesetzt den ursprünglichen Wert und kann wieder verwendet werden. Wenn während des Wartens eine Ausnahme auftritt, wird der Zähler zurückgesetzt und alle wartenden Threads lösen eine BrokenBarrierException aus.

2. Wenn die Anzahl der wartenden Threads bei Verwendung von CyclicBarrier den Anfangswert des Zählers überschreitet, warten alle Threads ewig. Daher müssen Sie bei Verwendung von CyclicBarrier sicherstellen, dass die Anzahl der wartenden Threads den Anfangswert des Zählers nicht überschreitet.

3. Die Rückruffunktion von CyclicBarrier wird ausgeführt, wenn der letzte Thread den Barrierepunkt erreicht. Daher sollten Die in der Rückruffunktion ausgeführten Vorgänge threadsicher sein, da dies sonst zu unvorhersehbaren Ergebnissen führen kann.

4. CyclicBarrier kann verwendet werden, um die Ausführung mehrerer Threads zu koordinieren, sodass sie an einem bestimmten Punkt gleichzeitig ausgeführt werden können. **Wenn jedoch die Ausführungsreihenfolge zwischen Threads für die Korrektheit Ihres Programms wichtig ist, ist CyclicBarrier möglicherweise nicht die beste Wahl. **In diesem Fall kann es erforderlich sein, andere Synchronisierungstools wie CountDownLatch oder Semaphore zu verwenden.

5. Die Leistung von CyclicBarrier kann durch die Anzahl der wartenden Threads und den Anfangswert des Zählers beeinflusst werden. **Wenn die Anzahl der wartenden Threads groß ist oder der Anfangswert des Zählers groß ist, kann es zu Leistungseinbußen kommen. **Daher muss CyclicBarrier bei Verwendung entsprechend der tatsächlichen Situation angepasst werden.

Kurz gesagt, bei der Verwendung von CyclicBarrier in Java müssen verschiedene Situationen sorgfältig abgewogen werden, um die Korrektheit und Leistung des Programms sicherzustellen.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonSo verwenden Sie CyclicBarrier für hohe Parallelität in Java. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!