运行阶段并发任务
使用Phaser类执行阶段并发任务，是Java并发API提供的最复杂和强大的一个功能，这种机制在分阶段执行并发任务时非常有用。Phaser类提供了在每个阶段结尾同步线程的功能，因此在所有线程已经结束第一阶段任务之前，没有线程会在第二阶段开始执行。
与其它同步功能一样，需要在参与到同步操作中的任务数作为参数初始化Phaser类，但是可已增加或减少，动态地修改此参数。
在本节中，学习如何使用Phaser类同步三个并发任务，在三个不同的目录及其子目录下，检索24小时之内修改过的后缀名为.log的文件。分成三个阶段执行任务：
- 获得指定目录及其子目录下的后缀名为.log的文件。
- 过滤在1章创建的列表，删除掉24小时之前修改的文件。
- 输出结果到控制台。
在阶段1、2的结尾，判断列表是否还有其它元素，如果没有，线程则结束运行，从Phaser类中清除。
准备工作
本范例通过Eclipse开发工具实现。如果使用诸如NetBeans的开发工具，打开并创建一个新的Java项目。
实现过程
通过如下步骤完成范例：
-
创建名为FileSearch的类，并指定其实现Runnable接口。这个类实现在一个目录及其子目录中，检索24小时内修改的特定后缀名文件：
public class FileSearch implements Runnable { -
定义私有字符串属性，存储检索开始的初始目录路径：
private final String initPath; -
定义私有字符串属性，存储将要检索的文件后缀名：
private final String fileExtension; -
定义私有List属性，存储寻找到的符合标准的文件完整路径：
private List<String> results; -
最后，定义私有Phaser属性，控制不同任务阶段的同步：
private Phaser phaser; -
接下来，实现类构造函数，初始化类属性。参数包括初始目录的完整路径，文件后缀名和phaser：
public FileSearch(String initPath, String fileExtension, Phaser phaser) { this.initPath = initPath; this.fileExtension = fileExtension; this.phaser = phaser; this.results = new ArrayList<>(); } -
现在，实现run()方法用到的一些附属类。第一个是directoryProcess()方法， 接收File对象为参数，用来处理所有文件和子目录。在每个目录中，通过传递目录路径为参数进行一次递归调用。对于每个文件，调用fileProcess()方法：
private void directoryProcess(File file) { File list[] = file.listFiles(); if ( list != null ){ for( int i =0 ; i < list.length ; i ++) { if (list[i].isDirectory()) { directoryProcess(list[i]); } else { fileProcess(list[i]); } } } } -
然后实现fileProcess()方法，传递文件对象为参数，判断此文件后缀名是否符合检索要求，如果符合，此方法将文件绝对路径存到结果列表中：
private void fileProcess(File file) { if(file.getName().endsWith(fileExtension)) { results.add(file.getAbsolutePath()); } } -
现在实现filterResults()方法，由于在第一阶段不用传任何参数以及过滤文件列表，所以只是删除24小时之前修改的文件。首先，创建一个空列表，得到当前时间：
private void filterResults() { List<String> newResults = new ArrayList<>(); long actualDate = new Date().getTime(); -
然后，遍历结果列表所有元素，用结果列表中每个路径创建File对象，得到最后修改时间：
for (int i = 0 ; i < results.size() ; i ++) { File file = new File(results.get(i)); long fileDate = file.lastModified(); -
将这个时间与当前时间比对，如果时间差小于1天，将完整路径加载到新的结果列表中：
if((actualDate - fileDate) < TimeUnit.MILLISECONDS.convert(1, TimeUnit.DAYS)) { newResults.add(results.get(i)); } } -
最后，将旧的结果列表赋值到新的列表上：
results =newResults; } -
接下来，实现checkResults()方法，将在第一、二阶段结尾调用来判断结果列表是否为空，此方法不需要传参：
private boolean checkResults() { -
首先，检查结果列表长度，如果是0，输出相应信息到控制台。然后，调用Phaser对象的arrvieAndDeregister()方法通知这个线程已经完成当前阶段并且离开阶段操作：
if (results.isEmpty()) { System.out.printf("%s : Phase %d : 0 results.\n", Thread.currentThread().getName(), phaser.getPhase()); System.out.printf("%s : Phase %d : End.\n", Thread.currentThread().getName(), phaser.getPhase()); phaser.arriveAndDeregister(); return false; -
如果结果列表非空，输出相应信息到控制台。然后，调用Phaser对象的arrvieAndDeregister()方法通知这个线程已经完成当前阶段并且将被阻塞，直到所有在阶段操作里的参与的线程都完成当前阶段：
} else { System.out.printf("%s : Phase %d : %d results.\n", Thread.currentThread().getName(), phaser.getPhase(), results.size()); phaser.arriveAndAwaitAdvance(); return true; } } -
最后一个附属类是showInfo()翻噶发，输出结果列表元素到控制台：
private void showInfo() { for ( int i = 0 ; i < results.size() ; i ++) { File file = new File(results.get(i)); System.out.printf("%s : %s\n", Thread.currentThread().getName(), file.getAbsolutePath()); } phaser.arriveAndAwaitAdvance(); } -
现在开始实现执行操作的run()方法，使用前面描述的附属类。同时实现控制阶段之间变化的Phaser对象。首先，调用Phaser对象的arrvieAndAwaitAdvance()方法，检索直到所有线程创建完成后才能开始：
@Override public void run() { phaser.arriveAndAwaitAdvance(); -
然后，输出启动检索任务的信息到控制台：
System.out.printf("%s : Starting.\n", Thread.currentThread().getName()); -
检查initPath属性存储的目录名，使用directoryProcess()方法在此目录及其子目录中寻找特定后缀名的文件：
File file = new File(initPath); if(file.isDirectory()) { directoryProcess(file); } -
使用checkResults()方法判断是否还有其它结果，如果无，使用return关键字结束线程执行：
if( !checkResults()) { return; } -
使用filterResults()方法过滤结果列表：
filterResults(); -
再次使用checkResults()方法判断是否还有其它结果，如果无，使用return关键字结束线程执行：
if( !checkResults()) { return; } -
使用showInfo()方法输出最终的结果列表到控制台，撤销此线程，输出线程终止的信息：
showInfo(); phaser.arriveAndDeregister(); System.out.printf("%s : Work completed.\n", Thread.currentThread().getName()); -
现在，实现范例的主类，创建一个包含main()方法的Main类：
public class Main { public static void main(String[] args) { -
创建Phaser对象，包含三个参与者：
Phaser phaser = new Phaser(3); -
分别用不同的初始目录路径，创建三个FileSearch对象，检索后缀名为.log的文件：
FileSearch system = new FileSearch("C:\\Windows", "log", phaser); FileSearch apps = new FileSearch("C:\\Program Files", "log", phaser); FileSearch documents = new FileSearch("C:\\Documents And Settings", "log", phaser); -
创建和启动执行第一个FileSearch对象的线程：
Thread systemThread = new Thread(system, "System"); systemThread.start(); -
创建和启动执行第二个FileSearch对象的线程：
Thread appsThread = new Thread(apps, "Apps"); appsThread.start(); -
创建和启动执行第三个FileSearch对象的线程：
Thread documentsThread = new Thread(documents, "Documents"); documentsThread.start(); -
等待三个线程终止：
try { systemThread.join(); appsThread.join(); documentsThread.join(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } -
使用isFinalized()方法记录Phaser对象的最终标志值：
System.out.printf("Terminated : " + phaser.isTerminated() + "\n");
工作原理
首先创建在每个阶段结尾控制线程同步的Phaser对象，Phaser构造函数参数是参与者数量。在本范例中，Phaser有三个参与者。这个数字是Phaser的线程执行数量，在Phaser改变阶段并且唤醒已休眠的线程之前，这些线程需要执行arrvieAndAwaitAdvance()方法。
一旦Phaser已被创建，加载使用三个不同的FileSearch对象执行的三个线程。
本范例中，使用的是Windows操作系统的路径，如果你在其它操作系统上开发，修改成相对应环境的路径，例如/var/log，或类似的。
FileSearch对象中的run()方法第一个指令是调用Phaser对象的arrvieAndAwaitAdvance()方法。如前所述，Phaser直到想要同步的线程数。当一个线程调用此方法时，Phaser减少需要当前阶段终止的线程数并且设置此线程休眠，直到所有线程完成当前阶段。在run()方法开始调用此方法确保所有FileSearch线程创建完成后，才开始执行。
在阶段一、二结尾，判断两个是已经生成结果即结果列表有数据，还是没有生成结果即列表为空。第一种情况中，checkResults()方法调用前面提到的arrvieAndAwaitAdvance()方法。另一种情况中，如果列表为空，线程里无法继续操作列表，所以结束其运行。但是需要通知Phaser对象将减少一个参与者。因为，使用arrvieAndDeregister()，通知phaser线程已经结束当前阶段，不需要参与后续阶段的操作，所以phaser不需要等待，继续运行。
showInfo()方法实现在阶段三的结尾，调用phaser的arrvieAndAwaitAdvance()方法，用来保证所有线程在同一时间结束。当此方法结束执行时，调用phaser的arrvieAndDeregister()方法，用来撤销phaser的线程，如前所述。所以当所有线程结束时，phaser将没有参与者。
最后，main()方法等待三个线程运行完成，调用phaser的isTerminated()方法。当phaser没有参与者时，则进入所谓的终止状态，并且返回true。当撤销phaser的所有线程之后，将进入终止状态，并且在控制台中输出true。
Phaser对象包含两种状态：
- **活动：**在允许新参与者注册以及在每个阶段结尾同步时，Phaser进入此状态。在这种状态中，Phaser的功能如本节所述。Java并发API中未提及此状态。
- **终止：**默认情况下，当Phaser中的所有参与者已被撤销，也就是没有参与者时，Phaser进入此状态。进一步说，当方法onAdvance()返回true时，Phaser进入终止状态。如果重写此方法，可以改变默认属性。当Phaser处于终止状态时，同步方法arrvieAndAwaitAdvance()立即返回，不做任何同步操作。
Phaser类的一个显著特性是从相关联的方法到phaser不用控制任何异常。不像其它同步功能，休眠在phaser中的线程不响应中断事件，也不抛出InterruptedException异常。Phaser类只有一个异常，后续介绍。
下图显示本范例在控制台输出的执行结果：
首先展示前两个阶段的执行，能够看到阶段二的Apps线程因为结果列表为空而结束。当运行这个范例时，可以看到一些线程是如何在其它阶段之前执行完一个阶段，以及它们如何等待所有线程执行完一个阶段，直到继续执行其它阶段之前，
扩展学习
Phaser类还提供了阶段变化相关的方法，如下所示：
- arrive()：此方法通知Phaser类，一个参与者已经完成当前阶段，但它无须等待其它继续执行的参与者。因为不与其它线程同步，所以请谨慎使用此方法。
- awaitAdvance(int phase)：此方法设置当前线程休眠，直到phaser参数的所有参与者已经完成当前阶段，即传参的数量与phaser的当前阶段相同。如果传参与phaser的档期那阶段不相等，方法结束执行。
- awaitAdvanceInterruptibly(int phaser)：此方法与awaitAdvance(int phase)相同，但是如果方法中正在休眠的线程被中断，会抛出InterruptedException异常。
Phaser中注册参与者
当创建Phaser对象时，需要指明phaser中有多少参与者。Phaser类有两个增加phaser参与者数量的方法，如下所示：
- register()：此方法增加一个参与者到Phaser中，新的参与者将被认定未到达当前阶段。
- bulkRegister(int Parties)：此方法增加特定数量的参与者到Phaser中，新的参与者将被认定未到达当前阶段。
Phaser类中提供的减少参与者数量的唯一方法是arrvieAndDeregister()，通知phaser线程已经结束当前阶段，并且不再继续阶段化操作。
强制Phaser终止
当phaser没有参与者时，则进入终止状态。Phaser类提供forceTermination()方法来改变phaser的状态，并使之进入终止状态而不考虑phaser中注册的参与者数量。这种机制在其中一个参与者出现错误情况时有用，最好的方法就是终止phaser。
当phaser处于终止状态时，awaitAdvance()和arrvieAndAwaitAdvance()方法立即返回一个负数，代替通常返回的正数。如果想直到phaser是否被终止，需要核实这些方法（awaitAdvance()和arrvieAndAwaitAdvance()）的返回值，确定phaser是否已被终止。
更多关注
- 第九章“测试并发应用”中的“监控Phaser类”小节。