非阻塞同步算法boundlesscyclicbarrier实现

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1、非阻塞同步算法BoundlessCyclicBarrier实现前言本文不需要太多的准备知识，但技巧性更强一些。因为分析、设计的过程比较复杂繁琐，也限于篇幅，所以，主要展示如何解决这些需求，和讲解代码。另外，所讲的内容也是后一篇实战中需要用到的一个工具类。需求介绍我需要编写一个同步工具，它需要提供这样几个方法：await、pass、cancel。某个线程调用await时，会被阻塞；当调用pass方法时，之前因为await而阻塞的线程将全部被解除阻塞，之后调用await的线程继续被阻塞，直到下一次调用pass。该工具同时还维护一个版本号，await方法

2、可以带一个目标版本号，如果当前的版本号比目标版本号新或相同，则直接通过，否则，阻塞本线程，直到到达或超过目标版本。调用pass的时候，更新版本号。如果停止了版本更新，可使用cancel方法来解除所有因await而阻塞的线程，包括指定版本号的。此方法用于避免无谓地等待。若await发生在cancel之后，则仍将被阻塞。因为CountDownLatch不允许重复使用，CyclicBarrier只支持固定个数的线程，并且都没有维护一个版本号，所以没有已有的类能实现上面的需求，需要自己实现。问题分析简单分析可知，应该维护一个队列，来保存当前被阻塞的线程，用

3、于在pass时对它们一一解除阻塞，pass时应该使用一个新的队列，否则不方便正确处理pass前和pass后调用await的线程。至此，问题的关键就明了了：如何将队列的替换和版本号的更新这两个操作做成原子的。解决方案以前在《JAVA并发编程实践》曾看到过这样一个小技巧，如果要原子地更新两个变量，那么可以创建一个新的类将它们封装起来，将这两个变量当定义成类成员变量，更新时，用CAS更新这个类的引用即可。因为较为复杂，下面先给出完整的代码，再讲解其中的关键。注意：上面所说pass，在代码中的具体实现为nextCycle，有两个版本，一个自动维护版本号，一

4、个由调用者维护版本号。/***@authortrytocatch@163.com*@time2013-1-31*/publicclassBoundlessCyclicBarrier{protectedfinalAtomicReferencewaitQueueRef;publicBoundlessCyclicBarrier(){this(0);}publicBoundlessCyclicBarrier(intstartVersion){waitQueueRef=newAtomicReference

5、>(newVersionQueue(startVersion));}publicfinalvoidawaitWithAssignedVersion(intmyVersion)throwsInterruptedException{awaitImpl(true,myVersion,0);}/****@parammyVersion*@paramnanosTimeout*@returniftimeout,orbecanceledanddoesn'treachmyVersion,returnsfalse*@throwsInterruptedException

6、*/publicfinalbooleanawaitWithAssignedVersion(intmyVersion,longnanosTimeout)throwsInterruptedException{returnawaitImpl(true,myVersion,nanosTimeout);}publicfinalvoidawait()throwsInterruptedException{awaitImpl(false,0,0);}/****@paramnanosTimeout*@returnifandonlyiftimeout,returnsf

7、alse*@throwsInterruptedException*/publicfinalbooleanawait(longnanosTimeout)throwsInterruptedException{returnawaitImpl(false,0,nanosTimeout);}/***passandversion++(somethreadsmaynotbeunparkedwhenawaitImplisinprocess,butit'sOKinthisBarrier)*@returnoldqueueversion*/publicintnextCy

8、cle(){VersionQueueoldQueue=waitQueueRef.get();VersionQueuenew