問題
（1）CyclicBarrier是什麼？
（2）CyclicBarrier具有什麼特性？
（3）CyclicBarrier與CountDownLatch的對比？
簡介
CyclicBarrier，迴環柵欄，它會阻塞一組線程直到這些線程同時達到某個條件才繼續執行。它與CountDownLatch很類似，但又不同，CountDownLatch需要調用countDown()方法觸發事件，而CyclicBarrier不需要，它就像一個柵欄一樣，當一組線程都到達了柵欄處才繼續往下走。
使用方法
public class CyclicBarrierTest {
public static void main(String[] args) {
CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(3);
for (int i = 0; i < 3; i++) {
new Thread(()->{
System.out.println("before");
try {
cyclicBarrier.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("after");
}).start();
}
}
}
這段方法很簡單，使用一個CyclicBarrier使得三個線程保持同步，當三個線程同時到達cyclicBarrier.await();處大家再一起往下運行。
源碼分析
主要內部類
private static class Generation {
boolean broken = false;
}
Generation，中文翻譯爲代，一代人的代，用於控制CyclicBarrier的循環使用。
比如，上面示例中的三個線程完成後進入下一代，繼續等待三個線程達到柵欄處再一起執行，而CountDownLatch則做不到這一點，CountDownLatch是一次性的，無法重置其次數。
主要屬性
// 重入鎖
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
// 條件鎖，名稱爲trip，絆倒的意思，可能是指線程來了先絆倒，等達到一定數量了再喚醒
private final Condition trip = lock.newCondition();
// 需要等待的線程數量
private final int parties;
// 當喚醒的時候執行的命令
private final Runnable barrierCommand;
// 代
private Generation generation = new Generation();
// 當前這一代還需要等待的線程數
private int count;
通過屬性可以看到，CyclicBarrier內部是通過重入鎖的條件鎖來實現的，那麼你可以腦補一下這個場景嗎？
作者來腦補一下：假如初始時count = parties = 3，當第一個線程到達柵欄處，count減1，然後把它加入到Condition的隊列中，第二個線程到達柵欄處也是如此，第三個線程到達柵欄處，count減爲0，調用Condition的signalAll()通知另外兩個線程，然後把它們加入到AQS的隊列中，等待當前線程運行完畢，調用lock.unlock()的時候依次從AQS的隊列中喚醒一個線程繼續運行，也就是說實際上三個線程先依次（排隊）到達柵欄處，再依次往下運行。
以上純屬作者腦補的內容，真實情況是不是如此呢，且往後看。
構造方法
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {
if (parties <= 0) throw new IllegalArgumentException();
// 初始化parties
this.parties = parties;
// 初始化count等於parties
this.count = parties;
// 初始化都到達柵欄處執行的命令
this.barrierCommand = barrierAction;
}
public CyclicBarrier(int parties) {
this(parties, null);
}
構造方法需要傳入一個parties變量，也就是需要等待的線程數。
await()方法
每個需要在柵欄處等待的線程都需要顯式地調用await()方法等待其它線程的到來。
public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException {
try {
// 調用dowait方法，不需要超時
return dowait(false, 0L);
} catch (TimeoutException toe) {
throw new Error(toe); // cannot happen
}
}
private int dowait(boolean timed, long nanos)
throws InterruptedException, BrokenBarrierException,
TimeoutException {
final ReentrantLock lock = this.lock;
// 加鎖
lock.lock();
try {
// 當前代
final Generation g = generation;
// 檢查
if (g.broken)
throw new BrokenBarrierException();
// 中斷檢查
if (Thread.interrupted()) {
breakBarrier();
throw new InterruptedException();
}
// count的值減1
int index = --count;
// 如果數量減到0了，走這段邏輯（最後一個線程走這裏）
if (index == 0) { // tripped
boolean ranAction = false;
try {
// 如果初始化的時候傳了命令，這裏執行
final Runnable command = barrierCommand;
if (command != null)
command.run();
ranAction = true;
// 調用下一代方法
nextGeneration();
return 0;
} finally {
if (!ranAction)
breakBarrier();
}
}
// 這個循環只有非最後一個線程可以走到
for (;;) {
try {
if (!timed)
// 調用condition的await()方法
trip.await();
else if (nanos > 0L)
// 超時等待方法
nanos = trip.awaitNanos(nanos);
} catch (InterruptedException ie) {
if (g == generation && ! g.broken) {
breakBarrier();
throw ie;
} else {
// We're about to finish waiting even if we had not
// been interrupted, so this interrupt is deemed to
// "belong" to subsequent execution.
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
// 檢查
if (g.broken)
throw new BrokenBarrierException();
// 正常來說這裏肯定不相等
// 因爲上面打破柵欄的時候調用nextGeneration()方法時generation的引用已經變化了
if (g != generation)
return index;
// 超時檢查
if (timed && nanos <= 0L) {
breakBarrier();
throw new TimeoutException();
}
}
} finally {
lock.unlock();
}
}
private void nextGeneration() {
// 調用condition的signalAll()將其隊列中的等待者全部轉移到AQS的隊列中
trip.signalAll();
// 重置count
count = parties;
// 進入下一代
generation = new Generation();
}
dowait()方法裏的整個邏輯分成兩部分：
（1）最後一個線程走上面的邏輯，當count減爲0的時候，打破柵欄，它調用nextGeneration()方法通知條件隊列中的等待線程轉移到AQS的隊列中等待被喚醒，並進入下一代。
（2）非最後一個線程走下面的for循環邏輯，這些線程會阻塞在condition的await()方法處，它們會加入到條件隊列中，等待被通知，當它們喚醒的時候已經更新換“代”了，這時候返回。
圖解
學習過前面的章節，看這個圖很簡單了，看不懂的同學翻翻前面的文章。
總結
（1）CyclicBarrier會使一組線程阻塞在await()處，當最後一個線程到達時喚醒（只是從條件隊列轉移到AQS隊列中）前面的線程大家再繼續往下走；
（2）CyclicBarrier不是直接使用AQS實現的一個同步器；
（3）CyclicBarrier基於ReentrantLock及其Condition實現整個同步邏輯；
彩蛋
CyclicBarrier與CountDownLatch的異同？
（1）兩者都能實現阻塞一組線程等待被喚醒；
（2）前者是最後一個線程到達時自動喚醒；
（3）後者是通過顯式地調用countDown()實現的；
（4）前者是通過重入鎖及其條件鎖實現的，後者是直接基於AQS實現的；
（5）前者具有“代”的概念，可以重複使用，後者只能使用一次；
（6）前者只能實現多個線程到達柵欄處一起運行；
（7）後者不僅可以實現多個線程等待一個線程條件成立，還能實現一個線程等待多個線程條件成立（詳見CountDownLatch那章使用案例）；