[Java] CyclicBarrier

CyclicBarrier, java.util.concurrent.CyclicBarrier, 사이클 배리어, 재사용 배리어

정의

java.util.concurrent.CyclicBarrier 는 N 개의 스레드가 모두 도착할 때까지 서로 기다리는 synchronizer. 모두 도착하면 동시에 출발, 다시 사용 가능 (cyclic).

시각화

핵심 메서드

CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(N);
CyclicBarrier withAction = new CyclicBarrier(N, () -> {
    // 모두 도착 시 한 번 실행되는 action
    System.out.println("all arrived");
});

barrier.await();                   // 도착, 다른 스레드도 도착할 때까지 block
barrier.await(timeout, unit);
barrier.getNumberWaiting();        // 현재 대기 중인 스레드 수
barrier.reset();                   // 모든 대기자 깨우고 BrokenBarrierException 던짐

가장 흔한 패턴, 단계별 동시 실행

CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(4);

for (int i = 0; i < 4; i++) {
    new Thread(() -> {
        for (int phase = 0; phase < 3; phase++) {
            doPhaseWork(phase);
            barrier.await();          // 다른 3 스레드 도착 대기
            // 모두 같은 phase 완료 후 다음 phase 진입
        }
    }).start();
}

병렬 계산의 각 phase 가 모두 끝나야 다음 phase 시작 가능한 경우 (예: 시뮬레이션 stepping).

BrokenBarrierException

한 스레드가 await 도중 인터럽트되거나 timeout 되거나 reset() 호출되면 다른 모든 대기자가 BrokenBarrierException 으로 깨어남. 한 명이 broken 이면 모두 broken.

try {
    barrier.await();
} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
    // 처리
}

CountDownLatch vs CyclicBarrier vs Phaser

항목	CountDownLatch	CyclicBarrier	Phaser
재사용	✗	✓	✓
대칭	비대칭 (N → 0)	대칭 (N 만남)	대칭 + 동적
참여자 수	고정	고정	동적 (register/deregister)
콜백	✗	barrier action	onAdvance hook
도입	JDK 1.5	JDK 1.5	JDK 1.7

CyclicBarrier 는 N 이 고정이지만 반복, Phaser 는 N 이 매 phase 마다 바뀔 수 있다.

참고

• CountDownLatch
• Phaser
• Semaphore
• Blocking