在Java中使用線程和信號量為特定線程類型實現Cyclicbarrier

Question

public class cyclicBarrier {
    private static int n;
    private static int count;
    private static semaphore mutex;
    private static semaphore turnstile;
    private static semaphore turnstile2;

    public cyclicBarrier(int n){
        this.n = n;
        this.count = 0;
        this.mutex = new semaphore(1);
        this.turnstile = new semaphore(0);
        this.turnstile2 = new semaphore(0);
    }

    public synchronized void down() throws InterruptedException{
        this.phase1();
        this.phase2();
    }

    private synchronized void phase1() throws InterruptedException {
        this.mutex.down();
        this.count++;
        if (this.count == this.n){
            for (int i=0; i< this.n; i++){
                          this.turnstile.signal();
                    }
        }
        this.mutex.signal();
        this.turnstile.down();
    }

    private synchronized void phase2() throws InterruptedException {
        this.mutex.down();
        this.count--;
        if (this.count == 0){
            for (int i=0; i< this.n; i++){
                          this.turnstile2.signal();
                    }
        }
        this.mutex.signal();
        this.turnstile2.down();
    }
}

&&這里是類信號量，以防萬一

public class semaphore{
    private int counter;

    public semaphore(int number){
        if (number > 0) {
            this.counter = number;
        }
    }

    public synchronized void signal(){
        this.counter++;
        notifyAll();
    }

    public synchronized void down() throws InterruptedException{
        while (this.counter <= 0){
            wait();
        }
        this.counter--;
    }
}

這是我編寫的用於使用線程實現Cyclicbarriers的代碼。 我從本書中獲得了偽代碼以及有關死鎖的注釋，因此我認為“雖然可能存在錯誤”還是可以的。 第一階段用於“到達線程” ，第二階段用於“一起在關鍵區域中運行線程” 。 我的問題如下...如何更改代碼以考慮特定類型的線程？ 例如，有氫線和氧線，並且我希望它們在勢壘處每有2個氫原子和1個氧原子時執行bond（）。 先感謝您。

Answer 1

您需要自己實現Cyclicbarriers嗎？ （作業）還是可以使用JDK的實現？ http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/util/concurrent/CyclicBarrier.html

也許您可以擴展await（）方法，以包括您的Atom類型，並添加一個方法來告訴您原子在屏障處正在等待什么，如果您發現說出H20的條件，則可以在此調用回調方法。外殼鍵（Atoms []原子）

Answer 2

除了給您答案外，我還會給您一個提示。 讓我知道您是否需要完整的答案。

首先，根據我對另一個問題的 回答來修復代碼-如果我對它的缺陷是正確的，那就是:)

其次，假設我們有m個線程和一個barrier（n） ，其中m> = 2n，每個線程

while True:
    noncritical()
    barrier.enter() # e.g. phase1()
    critical()
    barrier.leave() # e.g. phase2()

如果按照我的建議實現enter（）和離開（） ，關鍵部分中可能會有2n個線程。 為了解決這個問題，我提出了以下結構：

class N_At_A_Time_Barrier(n):
    fields:
        occupied = Semaphore(n)
        barrier = Barrier(n)
    method enter():
        occupied.down()
        barrier.down()
    method leave():
        occupied.up()

在《 信號量小書》的術語中，所占用的是復用。 提示：解決H2O問題的方法與此非常相似。 我的解決方案使用Barrier（1 + 2）和其他... :)

（腳注：實現N_At_A_Time_Barrier有更有效的方法，其中每組n個線程都有第一個到達的線程建立自己的共享狀態，但這要復雜得多，我認為這與H2O不相關問題整齊。）