Java並發程式設計如何利用屏障實現執行緒同步？

屏障是一種同步工具，用於使一組執行緒等待所有執行緒到達指定點後再繼續執行。可使用 java.util.concurrent.CyclicBarrier 建立屏障，每個執行緒透過呼叫 await() 方法加入屏障並等待其他執行緒。當所有執行緒都到達屏障後，它們將繼續執行。屏障可用於確保在所有執行緒完成計算之前不會執行後續操作。

Java並發程式設計中利用屏障實作執行緒同步

屏障是一種並發程式設計中的同步工具，它允許一群組執行緒等待所有執行緒都到達某個點後再繼續執行。這在某些場景下非常有用，例如在所有執行緒都完成初始化後才執行後續的操作。

建立屏障

我們可以使用 java.util.concurrent.CyclicBarrier 類別來建立屏障。此類別的建構子接收一個整數參數，表示屏障中執行緒的數量。

CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(4);

使用屏障

要使用屏障，每個執行緒都必須呼叫 await() 方法。此方法將阻塞線程，直到屏障中所有線程都呼叫了 await() 方法。當所有執行緒都到達屏障後，它們將繼續執行。

for (int i = 0; i < 4; i++) {
    new Thread(() -> {
        try {
            barrier.await();
        } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }).start();
}

實戰案例

假設我們有一組執行緒需要產生一個報告，只有當所有執行緒都完成其計算後才能匯總。我們可以使用屏障來確保在所有執行緒完成計算之前不會開始匯總。

cyclicBarrier.await();
// 汇总结果并生成报告

注意事項

• 屏障是一種同步工具，它會使程式變慢，因此在使用時應仔細考慮。
• 屏障不支援中斷，因此在某個執行緒阻塞在屏障時，其他執行緒無法中斷它。
• 屏障支援逾時，如果指定的時間內某個執行緒沒有到達屏障，則屏障將拋出 BrokenBarrierException 例外，所有其他執行緒將繼續執行。

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