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Barrier是算法中的一个同步基元,允许多个线程(称为参与者)在分阶段同时处理任务。在到达代码中的拦截点之前,每个参与者都会继续执行。拦截点表示一个工作阶段的结束,单个参与者如果在所有参与者都到达拦截点之前到达,就会被阻塞,直到所有参与者都到达。只有所有参与者都到达屏障后,才可以执行后续操作。
举个例子,假设我们约好几位好友前往同一个地点A见面。在到达地点A之前,每个人会选择不同的交通工具(执行任务)。已经到达的人会等待,直到所有人到达。大家到达后才能继续搭车去旅游景点(后续操作)。
Barrier在算法中应用广泛,特别是当任务可以被拆分成多个小任务以充分利用多核处理器时。每个小任务完成后,需要对结果进行处理以得到最终答案。
然而,大多数情况下,建议使用TaskFactory.ContinueWhenAll来替代Barrier。但在涉及共享资源的情况下,Barrier是更好的选择。
Barrier在初始化时会等待指定数量的信号到来,这个数量在初始化时确定。所有信号到达后,Barrier会执行指定的动作,这个动作也是在初始化时确定的。Barrier执行动作后会重置,重新开始等待指定数量的信号,再执行指定动作。
信号可以通过SignalAndWait()方法发送。执行这个方法的Task或线程会进入等待状态。
参与者数量可以通过AddParticipant()和RemoveParticipant()方法动态管理。
以下是一个示例代码:
using System;using System.Threading;using System.Threading.Tasks;public class App{ private static Barrier barrier; private static int count = 0; private static void DoWork() { Interlocked.Add(ref count, 4); Console.WriteLine("A participant arrived.."); barrier.SignalAndWait(); } static void Main(string[] args) { barrier = new Barrier(3, (b) => { Console.WriteLine($"Task completed: count={count}"); }); barrier.AddParticipants(2); Console.WriteLine($"Current participant count: {barrier.ParticipantCount}"); barrier.RemoveParticipant(); Console.WriteLine($"Current participant count: {barrier.ParticipantCount}"); Parallel.Invoke(DoWork, DoWork, DoWork, DoWork); Console.ReadLine(); barrier.Dispose(); }}
输出结果如下:
当前参与者数量:5当前参与者数量:4A participant arrived..A participant arrived..A participant arrived..A participant arrived..Task completed: count=16
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