1. Phaser
Phaser是一个更加弹性的同步屏障。类java.util.concurrent实现了Phaser.
这段文字转自:https://blog.csdn.net/u010739551/article/details/51083004
Phaser表示“阶段器”,用来解决控制多个线程分阶段共同完成任务的情景问题。其作用相比CountDownLatch和CyclicBarrier更加灵活,例如有这样的一个题目:5个学生一起参加考试,一共有三道题,要求所有学生到齐才能开始考试,全部同学都做完第一题,学生才能继续做第二题,全部学生做完了第二题,才能做第三题,所有学生都做完的第三题,考试才结束。分析这个题目:这是一个多线程(5个学生)分阶段问题(考试考试、第一题做完、第二题做完、第三题做完),所以很适合用Phaser解决这个问题。
2. 常用方法
(1)Phaser(int parties)构造函数
与CountDownLatch一样,传入同步的线程数,也支持层次构造Phaser(Phaser parent)。
(2)register()
动态添加一个或多个参与者,同时返回phase值作抵达分类用。
(3)bulkRegister(int parties)
将指定数目的参与者注册到phaser中,所有这些新的参与者都将被当成没有执行完本阶段的线程。
(4)int arriveAndAwaitAdvance()
类似await()方法,记录到达线程数,阻塞等待其他线程到达同步点后再继续执行。
(5)arriveAndDeregister()
动态撤销线程在phaser的注册,通知phaser对象,该线程已经结束该阶段且不参与后面阶段。由此减少了未来phase上需要前进的线程数量。
(6)arrive()
通知phaser该线程已经完成该阶段,但不等待其他线程。必须小心使用这个方法,因为它不会与其他线程同步。
(7)forceTermination()
强制phaser进入终止状态,不管是否存在未注册的参与线程,当一个线程出现错误时,强制终止phaser是很有意义的。
(8)boolean onAdvance(int phase, int registeredParties)方法。此方法有2个作用:
当每一个阶段执行完毕,此方法会被自动调用,因此,重载此方法写入的代码会在每个阶段执行完毕时执行,相当于CyclicBarrier的barrierAction。
当此方法返回true时,意味着Phaser被终止,因此可以巧妙的设置此方法的返回值来终止所有线程。
(9)在Phaser内有2个重要状态,分别是phase和party。
phase就是阶段,初值为0,当所有的线程执行完本轮任务,同时开始下一轮任务时,意味着当前阶段已结束,进入到下一阶段,phase的值自动加1。
party就是线程, party=4就意味着Phaser对象当前管理着4个线程。
phaser有一个重大特性,就是不必对它的方法进行异常处理。置于休眠的线程不会响应中断事件,不会抛出interruptedException异常, 只有一个方法会响应:AwaitAdvanceInterruptibly(int phaser).
3.示例
5个学生一起参加考试,一共有三道题,要求所有学生到齐才能开始考试,全部同学都做完第一题,学生才能继续做第二题,全部学生做完了第二题,才能做第三题,所有学生都做完的第三题,考试才结束。分析这个题目:这是一个多线程(5个学生)分阶段问题(考试考试、第一题做完、第二题做完、第三题做完),所以很适合用Phaser解决这个问题。
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Phaser;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class PhaserDemo {
public static void main(String[] args)
{
MyPhaser phaser = new MyPhaser();
StudentTask[] tasks = new StudentTask[5];
for (int i = 0; i < tasks.length; i++) {
tasks[i] = new StudentTask(phaser);
phaser.register(); //注册一次表示phaser维护的线程个数
}
Thread[] threads = new Thread[tasks.length];
for (int i = 0; i < tasks.length; i++) {
threads[i] = new Thread(tasks[i], "Student "+i);
threads[i].start();
}
//等待所有线程执行结束
for (int i = 0; i < tasks.length; i++) {
try {
threads[i].join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("Phaser has finished:"+phaser.isTerminated());
}
}
class StudentTask implements Runnable{
private Phaser phaser;
public StudentTask(Phaser phaser) {
this.phaser = phaser;
}
Random random = new Random();
@Override
public void run()
{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"已做好准备");
phaser.arriveAndAwaitAdvance();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"开始做第1题");
int time1 = doExercise1();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"完成第1题,做题时间:" + time1);
phaser.arriveAndAwaitAdvance();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"开始做第2题");
int time2 = doExercise2();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"完成第2题,做题时间:" + time2);
phaser.arriveAndAwaitAdvance();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"开始做第3题");
int time3 = doExercise3();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"完成第3题,做题时间:" + time3);
phaser.arriveAndAwaitAdvance();
}
private int doExercise1() {
int time1 = random.nextInt(100);
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(time1);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
return time1;
}
private int doExercise2() {
int time2 = random.nextInt(100);
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(time2);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
return time2;
}
private int doExercise3() {
int time3 = random.nextInt(100);
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(time3);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
return time3;
}
}
class MyPhaser extends Phaser{
@Override
protected boolean onAdvance(int phase, int registeredParties)
{
switch(phase) {
case 0:
return studentArrived();
case 1:
return finishFirstExercise();
case 2:
return finishSecondExercise();
case 3:
return finishExam();
default:
return true;
}
}
private boolean studentArrived() {
System.out.println("全部考生都已做好准备,考生人数:" + getRegisteredParties());
return false;
}
private boolean finishFirstExercise() {
System.out.println("所有考生都已完成第1题");
return false;
}
private boolean finishSecondExercise() {
System.out.println("所有考生都已完成第2题");
return false;
}
private boolean finishExam() {
System.out.println("所有考生都已完成第3题,结束考试!");
return true;
}
}
运行结果:
Student 1已做好准备
Student 4已做好准备
Student 2已做好准备
Student 3已做好准备
Student 0已做好准备
全部考生都已做好准备,考生人数:5
Student 0开始做第1题
Student 4开始做第1题
Student 3开始做第1题
Student 1开始做第1题
Student 2开始做第1题
Student 2完成第1题,做题时间:32
Student 0完成第1题,做题时间:59
Student 3完成第1题,做题时间:60
Student 1完成第1题,做题时间:69
Student 4完成第1题,做题时间:96
所有考生都已完成第1题
Student 0开始做第2题
Student 1开始做第2题
Student 4开始做第2题
Student 2开始做第2题
Student 3开始做第2题
Student 2完成第2题,做题时间:8
Student 0完成第2题,做题时间:38
Student 3完成第2题,做题时间:69
Student 1完成第2题,做题时间:73
Student 4完成第2题,做题时间:87
所有考生都已完成第2题
Student 1开始做第3题
Student 3开始做第3题
Student 2开始做第3题
Student 0开始做第3题
Student 4开始做第3题
Student 2完成第3题,做题时间:23
Student 1完成第3题,做题时间:25
Student 0完成第3题,做题时间:25
Student 4完成第3题,做题时间:37
Student 3完成第3题,做题时间:57
所有考生都已完成第3题,结束考试!
Phaser has finished:true