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Barreira

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Um System.Threading.Barrier é um primitivo de sincronização definido pelo usuário que permite que vários threads (conhecidos como participantes) trabalhem simultaneamente em um algoritmo em fases. Cada participante executa até atingir o ponto de barreira no código. A barreira representa o final de uma fase de trabalho. Quando um participante alcança a barreira, ela é bloqueada até que todos os participantes atinjam a mesma barreira. Depois que todos os participantes tiverem chegado à barreira, opcionalmente, você poderá chamar uma ação pós-fase. Esta ação pós-fase pode ser usada para executar ações por um único thread enquanto todos os outros threads ainda estiverem bloqueados. Após a ação ser executada, todos os participantes serão desbloqueados.

O snippet de código a seguir mostra um padrão de barreira básica.


// Create the Barrier object, and supply a post-phase delegate
// to be invoked at the end of each phase.
Barrier barrier = new Barrier(2, (bar) =>
    {
        // Examine results from all threads, determine
        // whether to continue, create inputs for next phase, etc.
        if (someCondition)
            success = true;
    });

// Define the work that each thread will perform. (Threads do not
// have to all execute the same method.)
void CrunchNumbers(int partitionNum)
{
    // Up to System.Int64.MaxValue phases are supported. We assume
    // in this code that the problem will be solved before that.
    while (success == false)
    {
        // Begin phase:
        // Process data here on each thread, and optionally
        // store results, for example:
        results[partitionNum] = ProcessData(data[partitionNum]);

        // End phase:
        // After all threads arrive,post-phase delegate
        // is invoked, then threads are unblocked. Overloads
        // accept a timeout value and/or CancellationToken.
        barrier.SignalAndWait();
    }
}

// Perform n tasks to run in parallel. For simplicity
// all threads execute the same method in this example.
static void Main()
{
    var app = new BarrierDemo();
    Thread t1 = new Thread(() => app.CrunchNumbers(0));
    Thread t2 = new Thread(() => app.CrunchNumbers(1));
    t1.Start();
    t2.Start();
}


' Create the Barrier object, and supply a post-phase delegate 
' to be invoked at the end of each phase.
Dim barrier = New Barrier(2, Sub(bar)
                                 ' Examine results from all threads, determine 
                                 ' whether to continue, create inputs for next phase, etc. 
                                 If (someCondition) Then
                                     success = True
                                 End If
                             End Sub)



' Define the work that each thread will perform. (Threads do not
' have to all execute the same method.)
Sub CrunchNumbers(ByVal partitionNum As Integer)

    ' Up to System.Int64.MaxValue phases are supported. We assume
    ' in this code that the problem will be solved before that.
    While (success = False)

        ' Begin phase:
        ' Process data here on each thread, and optionally
        ' store results, for example:
        results(partitionNum) = ProcessData(myData(partitionNum))

        ' End phase:
        ' After all threads arrive,post-phase delegate
        ' is invoked, then threads are unblocked. Overloads
        ' accept a timeout value and/or CancellationToken.
        barrier.SignalAndWait()
    End While
End Sub

' Perform n tasks to run in parallel. For simplicity
' all threads execute the same method in this example.
Shared Sub Main()

    Dim app = New BarrierDemo()
    Dim t1 = New Thread(Sub() app.CrunchNumbers(0))
    Dim t2 = New Thread(Sub() app.CrunchNumbers(1))
    t1.Start()
    t2.Start()
End Sub

Para um exemplo completo, veja Como sincronizar operações simultâneas com uma barreira.

Adicionar e remover participantes

Ao criar uma instância de Barrier, especifique o número de participantes. Você também pode adicionar ou remover participantes dinamicamente a qualquer momento. Por exemplo, se um participante resolver sua parte do problema, você poderá armazenar o resultado, parar a execução no thread e chamar Barrier.RemoveParticipant para diminuir o número de participantes na barreira. Quando você adiciona um participante chamando Barrier.AddParticipant, o valor de retorno especifica o número de fase atual, que pode ser útil para inicializar o trabalho do novo participante.

Barreiras interrompidas

Os deadlocks podem ocorrer se um participante não conseguir alcançar a barreira. Para evitar esses deadlocks, use as sobrecargas do método Barrier.SignalAndWait para especificar um período de tempo limite e um token de cancelamento. Essas sobrecargas retorno um valor booliano que cada participante pode verificar antes de ele continuar para a próxima fase.

Exceções pós-fase

Se o representante da pós-fase lançar uma exceção, ele será encapsulado em um objeto BarrierPostPhaseException que será, em seguida, propagado para todos os participantes.

Barreira versus ContinueWhenAll

As barreiras são especialmente úteis quando os threads estão executando várias fases em loops. Caso seu código requeira somente uma ou duas fases de trabalho, considere o uso de objetos System.Threading.Tasks.Task com qualquer tipo de junção implícita, incluindo:

Para obter mais informações, consulte Encadeando tarefas com tarefas de continuação.

Confira também