为什么Java同时拥有CountDownLatch和CyclicBarrier？

Question

我正在阅读多线程，并遇到了这两个多线程概念，我已经了解它们的区别以及应该在什么情况下使用它们，但我不明白为什么Java有两个类可以完成同样的工作？

CyclicBarrier可以做CountDownLatch的所有事情，那么为什么CountDownLatch会出现在Java标准库中呢？

- Vj More

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有时候类之间的功能可能会重叠。这并不意味着所有潜在可以被另一个类替换的类都是不必要的。 - Kayaman

这就是问题所在，有哪些功能可能被覆盖？我需要在这种特殊情况下了解。但无论我阅读哪里，都只得到一个答案，即一个可重用，另一个不可重用，这就是唯一的区别。我宁愿始终使用可重用，即使我目前没有重用，那么为什么Java有两个类呢？问题仍未得到解答--谢谢回复 - Vj More

在需要单次功能的情况下，为什么会使用可重复使用的'CyclicBarrier'呢？这可能导致一个错误！ - Kayaman

为什么会出现哪些类型的错误？ - Vj More

你会因为没有使用正确的工具而导致的错误。 - Kayaman

Answer 1

一个简短、不过于详细的答案...首先附上它们各自的Javadoc链接：

• CountDownLatch；
• CyclicBarrier。

简而言之，主要区别在于，与CyclicBarrier不同的是，一旦CountDownLatch完成且结束，它就不能被重复使用。Javadoc明确提到了这一点：

这是一个一次性现象 -- 计数无法被重置。如果需要一个可以重置计数的版本，请考虑使用CyclicBarrier。

确实如此，我们发现CyclicBarrier有一个名为.reset()的方法，它做了它的意思。不仅如此，还有一个构造函数的版本将一个Runnable关联到每次触发障碍时运行（这就是Javadoc所说的，别问我）。

因此，它们确实不同，简单地说，一个是可重用的（CyclicBarrier），而另一个是不可重用的（CountDownLatch）。

- fge

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如果我的问题之前不够清晰，我很抱歉，请让我重新表述一下。我已经阅读了很多关于这两个类的区别的帖子。我的问题是，我们可以使用CyclicBarrier来完成CountDownLatch所能做的一切，而且没有额外的开销，那么为什么Java会提供这两个单独的类呢？ - Vj More

你没有正确阅读我的答案。再说一遍：你不能重复使用 CountDownLatch；你可以重复使用 CyclicBarrier。不，一个不能代替另一个。 - fge

我知道CountDownLatch不可重用，而CyclicBarrier是可重用的，这一点毫无疑问，很明显。让我这样说，如果我可以使用CyclicBarrier，为什么我要使用CountDownLatch？如果我使用它，是否会获得性能或其他类型的好处？即使我不想重复使用它，我也可以使用CyclicBarrier，对吗？如果是这样，为什么Java提供了两个不同的类，这不是完全可以通过一个类实现吗？ - Vj More

为什么在只需要一次性屏障时要使用可重用的屏障？很可能，CountDownLatch 的实现针对这种一次性场景进行了优化。正如我所说，我给出的答案并不是非常详细，因此您可能希望 完全阅读 每个 javadoc，以了解为什么要使用其中一个而不是另一个。 - fge

Answer 2

“CyclicBarrier可以完成CountDownLatch的所有任务，那么为什么Java标准库中还要有CountDownLatch呢？”

“事实并非如此。”

“两者最大的区别不在于一个可重用而另一个不可重用。区别在于状态改变的时机。对于latch，当某个人（这是关键！）调用countDown()方法时，而对于barrier，则是当一个线程（这是关键！）到达await()方法时。”

“因此，基本上我们在这里有不同的衡量单位-一个以调用countDown()的数量为操作单位，而另一个以等待线程的数量为操作单位。”

“考虑两个例子：”

// thread 1
for (int i = 0; i < 10; i++) {
  latch.countDown() //perfectly fine
}

//thread 2
for (int i = 0; i < 10; i++) {
  barrier.await() //oops 
}

考虑到实际上它们是针对不同事物的计数器，它们的特性在某种程度上会相互交叉。

- Andrey Taptunov

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这完美地回答了问题。被接受的答案没有指出两者之间的核心区别。 - KenIchi

Answer 3

您谈论的是一个常见问题。有时候JDK提供的一些类在功能上确实有重叠。例如，CountDownLatch和Semaphore。基本上您可以用其中一个替换另一个而不会有太大的功能差异。这篇文章：CountDownLatch vs. Semaphore可能会帮助您解决疑惑。

我认为您可以选择一个可以使您的代码更易于理解的选项。在您的情况下，如果您使用CyclicBarrier，它将永远不会重置自己，因此您最好使用CountDownLatch，这样可以使代码更易于理解。

以Semaphore的构造函数为例：JDK提供了两个构造函数。

1     public Semaphore(int permits) {
2         sync = new NonfairSync(permits);
3     }

而且。

1     public Semaphore(int permits, boolean fair) {
2         sync = fair ? new FairSync(permits) : new NonfairSync(permits);
3     }

我们可以使用Semaphore(3,false)代替Semaphore(3)，两者都是创建非公平版本的信号量。但为什么JDK仍然提供了两个构造函数版本呢？因为从中选择合适的一个可以使代码更易于阅读和理解。

- ZhaoGang

Answer 4

以下是我的意见：

CountDownLatch 允许线程 A 等待线程 B，但不要求线程 B 等待线程 A。这可以用于一些场景，其中一个线程需要不被打断地工作，而另一个线程必须在该线程的某些点上进行同步。

另一方面，CyclicBarrier 要求两个线程相互同步，这是两者之间的核心区别。

- KenIchi

Answer 5

除了标准差异之外，同时拥有它们的原因是它们提供不同的功能，而不是完全重叠。例如：

1. CyclicBarrier允许您提供一个Runnable，在每次达到屏障点时执行，这可以用于更新一些公共状态，CountDownLatch无法完成此操作。
2. 在CyclicBarrier中，如果一个线程遇到异常，所有线程都会退出并显示异常，CountDownLatch无法完成此操作。

所以，真正取决于您的用例使用哪个。

- User2709