面试题：什么是 Java 的 CyclicBarrier？

CyclicBarrier 是 Java 并发包 (java.util.concurrent) 中的一个同步工具类，用于让一组线程互相等待，直到所有线程都到达某个屏障点（Barrier Point）后再继续执行。它可以用于多线程任务的分阶段执行，特别适合需要多个线程协同工作的场景。

核心概念

屏障点（Barrier Point）：
- 所有线程必须等待其他线程到达屏障点后才能继续执行。
- 类似于多人集合后一起出发的场景。
可重用性：
- CyclicBarrier 是可重用的，当所有线程到达屏障点后，屏障会被重置，可以继续用于下一轮任务。
回调任务：
- 可以指定一个回调任务（Runnable），当所有线程到达屏障点时，由最后一个到达的线程执行该任务。

常用方法

CyclicBarrier(int parties)：
- 构造函数，创建一个 CyclicBarrier，指定需要等待的线程数量。
CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)：
- 构造函数，指定需要等待的线程数量和一个回调任务。
await()：
- 线程调用此方法表示已到达屏障点，并等待其他线程到达。
- 如果当前线程是最后一个到达屏障点的线程，则会执行回调任务（如果有）。
reset()：
- 重置屏障，使其恢复到初始状态。

使用场景

多线程任务分阶段执行：
- 例如，多个线程分别处理数据的一部分，处理完成后需要等待其他线程完成，再进行下一阶段的任务。
并行计算：
- 在并行计算中，多个线程分别计算结果，最后需要汇总所有结果。
模拟测试：
- 在测试中模拟多个客户端同时发起请求的场景。

代码示例

以下是一个简单的 CyclicBarrier 示例，模拟多个线程分阶段执行任务：

import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

public class CyclicBarrierExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 CyclicBarrier，等待 3 个线程到达屏障点
        CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3, () -> {
            System.out.println("所有线程已到达屏障点，开始执行下一阶段任务");
        });

        // 创建 3 个线程
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            new Thread(() -> {
                try {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 开始执行第一阶段任务");
                    Thread.sleep(1000); // 模拟任务执行
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 到达屏障点，等待其他线程");
                    barrier.await(); // 等待其他线程

                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 开始执行第二阶段任务");
                    Thread.sleep(1000); // 模拟任务执行
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 到达屏障点，等待其他线程");
                    barrier.await(); // 等待其他线程

                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 任务完成");
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }).start();
        }
    }
}

输出结果：

Thread-0 开始执行第一阶段任务
Thread-1 开始执行第一阶段任务
Thread-2 开始执行第一阶段任务
Thread-0 到达屏障点，等待其他线程
Thread-1 到达屏障点，等待其他线程
Thread-2 到达屏障点，等待其他线程
所有线程已到达屏障点，开始执行下一阶段任务
Thread-0 开始执行第二阶段任务
Thread-1 开始执行第二阶段任务
Thread-2 开始执行第二阶段任务
Thread-0 到达屏障点，等待其他线程
Thread-1 到达屏障点，等待其他线程
Thread-2 到达屏障点，等待其他线程
所有线程已到达屏障点，开始执行下一阶段任务
Thread-0 任务完成
Thread-1 任务完成
Thread-2 任务完成

注意事项

线程数量：
- 初始化时设置的线程数量必须与实际调用 await() 的线程数量一致，否则线程会一直等待。
异常处理：
- 如果某个线程在等待过程中被中断或超时，CyclicBarrier 会抛出 BrokenBarrierException，其他线程也会收到该异常。
重置屏障：
- 如果需要重新使用 CyclicBarrier，可以调用 reset() 方法重置屏障。