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CyclicBarrierCountDownLatch_1">面试官: 说说CyclicBarrier和CountDownLatch的区别?

我回答:

在Java高级面试中，CyclicBarrier和CountDownLatch是两个经常被提及的并发工具类，它们都用于实现线程间的同步，但存在显著的区别。以下是对这两个类的详细比较：

一、计数器使用方式的区别

1. CountDownLatch：

   • 是一个减法计数器。
   • 计数器一旦初始化，只能递减，不能重置或增加。
   • 当计数器的值减至零时，所有因调用await()方法而被阻塞的线程会被唤醒，继续执行。

2. CyclicBarrier：

   • 可以理解为加法计数器，但其实际工作机制并非简单的加法。
   • 计数器可以重复使用，通过reset()方法重置。
   • 当指定数量的线程都调用了await()方法时，这些线程会被同时唤醒，继续执行。此时，计数器会重置为初始值，以便下一轮使用。

二、等待和继续执行的方式

1. CountDownLatch：

   • 主要用于一个或多个线程等待其他线程完成某项任务。
   • 只有当所有需要等待的线程都完成任务（即计数器减至零），被阻塞的线程才能继续执行。

2. CyclicBarrier：

   • 用于一组线程互相等待，直到所有线程都到达某个公共屏障点。
   • 一旦所有线程都到达屏障点，它们会同时被唤醒并继续执行。
   • 由于CyclicBarrier的计数器可以重置，因此它适用于需要多次等待和同步的场景。

三、异常处理

1. CountDownLatch：

   • 计数器的递减操作（countDown()）可能会抛出异常，但这些异常不会影响其他线程的执行。

2. CyclicBarrier：

   • 在调用await()方法时可能会抛出异常（如BrokenBarrierException），此时需要使用try-catch块来捕获和处理这些异常。

四、主要区别

是否可复用

• CountDownLatch：不可复用。一旦计数值达到了0，该 CountDownLatch 就不能再被重置或再次使用。

• CyclicBarrier：可复用。每当所有线程都到达屏障点后，它可以自动重置并重新开始计数，以便下一轮的线程再次等待。

初始化参数

• CountDownLatch：仅需指定一个初始计数值，代表需要等待的事件数量。
• CyclicBarrier：除了指定参与者数量外，还可以提供一个 Runnable 对象作为屏障动作（barrier action），这个动作会在所有线程到达屏障点之后、但在任何线程继续执行之前被执行。

等待行为

• CountDownLatch：主线程或其他线程可以通过 await() 方法等待，直到计数值变为0。

• CyclicBarrier：每个线程通过 await() 方法等待，直到所有线程都到达屏障点；如果某个线程提前离开（例如因为异常），则其他线程会抛出 BrokenBarrierException。

超时机制

• CountDownLatch：没有内置的超时机制，但如果使用带超时参数的 await(long timeout, TimeUnit unit) 方法，则可以在指定时间内尝试等待。

• CyclicBarrier：支持带超时的 await(long timeout, TimeUnit unit) 方法，允许设置最大等待时间，超过此时间如果没有所有线程到达屏障点，则抛出 TimeoutException。

五、使用场景

1. CountDownLatch：

   • 适用于主线程等待所有子线程完成任务后再继续执行的场景。
   • 适用于统计多个线程执行时间的场景。

2. CyclicBarrier：

   • 适用于多个线程需要互相等待，并在某个公共点上同步执行的场景。
   • 适用于需要多次等待和同步的周期性任务场景。