Класс CyclicBarrier

public class CyclicBarrier extends Object

Средство синхронизации, позволяющее группе потоков ожидать друг друга до достижения общей точки барьера. CyclicBarrier полезны в программах с фиксированным количеством потоков, которым иногда требуется ждать друг друга. Барьер называется циклическим, потому что его можно использовать повторно после освобождения ожидающих потоков.

Объект CyclicBarrier поддерживает необязательную команду Runnable, которая выполняется один раз в каждой точке барьера — после прибытия последнего потока из группы, но до освобождения любых потоков. Это действие барьера полезно для обновления общего состояния до того, как участники продолжат работу.

Пример использования: Ниже показан пример использования барьера при параллельной декомпозиции:

class Solver {
  final int N;
  final float[][] data;
  final CyclicBarrier barrier;

  class Worker implements Runnable {
    int myRow;
    Worker(int row) { myRow = row; }
    public void run() {
      while (!done()) {
        processRow(myRow);

        try {
          barrier.await();
        } catch (InterruptedException ex) {
          return;
        } catch (BrokenBarrierException ex) {
          return;
        }
      }
    }
  }

  public Solver(float[][] matrix) {
    data = matrix;
    N = matrix.length;
    Runnable barrierAction = () -> mergeRows(...);
    barrier = new CyclicBarrier(N, barrierAction);

    List<Thread> threads = new ArrayList<>(N);
    for (int i = 0; i < N; i++) {
      Thread thread = new Thread(new Worker(i));
      threads.add(thread);
      thread.start();
    }

    // wait until done
    for (Thread thread : threads)
      try {
        thread.join();
      } catch (InterruptedException ex) { }
  }
}

Здесь каждый рабочий поток обрабатывает строку матрицы, а затем ожидает у барьера, пока не будут обработаны все строки. После обработки всех строк выполняется предоставленное действие барьера Runnable, объединяющее строки. Если объединяющий поток определит, что решение найдено, то done() вернет true, и каждый рабочий поток завершится.

Если действие барьера не зависит от того, приостановлены ли участники во время его выполнения, то при освобождении любой поток из группы может выполнить это действие. Для этого каждый вызов await() возвращает индекс прибытия данного потока к барьеру. Затем можно выбрать поток, который должен выполнить действие барьера, например:

if (barrier.await() == 0) {
  // log the completion of this iteration
}

В CyclicBarrier для неудачных попыток синхронизации используется модель отказа «все или ничего»: если поток покидает точку барьера преждевременно из-за прерывания, сбоя или истечения времени ожидания, все остальные потоки, ожидающие в этой точке барьера, также покидают ее аварийно, получая исключение BrokenBarrierException (или InterruptedException, если они тоже были прерваны примерно в то же время).

Эффекты согласованности памяти: действия в потоке, предшествующие вызову await(), происходят до действий, выполняемых в рамках действия барьера, которые, в свою очередь, происходят до действий, следующих за успешным возвратом соответствующего вызова await() в других потоках.