Java线程之Phaser

 Phaser是一个灵活的线程同步工具，他包含了CyclicBarrier和CountDownLatch的相关功能

       首先，来看一下如何用Phaser替代CountDownLatch。对于CountDownLatch而言，有2个重要的方法，一个是await()方法，可以使线程进入等待状态，在Phaser中，与之对应的方法是awaitAdvance(int n)。CountDownLatch中另一个重要的方法是countDown()，使计数器减一，当计数器为0时所有等待的线程开始执行，在Phaser中，与之对应的方法是arrive()。下面的例子创建了3个线程，打印一些字母，但是线程创建好后并不立刻执行，而是在主程序中对其进行控制，3秒钟后所有进程同时开始执行，一下是使用Phaser实现的版本，在注释中解释了如何改造成CountDownLatch版本。

public class MyTest {

    public static void main(String[] args) {
        Phaser phaser = new Phaser(1); //此处可使用CountDownLatch(1)
        for(int i=0; i<3; i++) {
            new MyThread((char)(97+i), phaser).start();
        }
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        phaser.arrive();  //此处可使用latch.countDown()
    }
}

class MyThread extends Thread {
    private char c;
    private Phaser phaser;

    public MyThread(char c, Phaser phaser) {
        this.c = c;
        this.phaser = phaser;
    }

    @Override
    public void run() {
        phaser.awaitAdvance(phaser.getPhase()); //此处可使用latch.await()
        for(int i=0; i<100; i++) {
            System.out.print(c+" ");
            if(i % 10 == 9) {
                System.out.println();
            }
        }
    }
}

        用Phaser替代CyclicBarrier更简单，CyclicBarrier的await()方法可以直接用Phaser的arriveAndAwaitAdvance()方法替代。

           下面说说Phaser的高级用法，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还有一个重要的方法经常需要被重载，那就是boolean onAdvance(int phase, int registeredParties)方法。此方法有2个作用：1、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。2、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。例如：若此方法返回值为 phase>=3，其含义为当整个线程执行了4个阶段后，程序终止。

      下面写个例子看看实际的应用。本例要实现的功能为：开启3个线程，分别打印字母a,b,c各10次，然后进入下一阶段打印后面的字母d,e,f各10次，然后再进入下一阶段.......以此类推，直到整个字母表全部打印完毕。在此期间主程序进入等待状态，直到3个工作线程全都结束，主程序才能结束。程序执行结果如下图所示：

代码如下：

public class MyTest {

    public static void main(String[] args) {
        Phaser phaser = new Phaser(3) {//共有3个工作线程，因此在构造函数中赋值为3
            @Override
            protected boolean onAdvance(int phase, int registeredParties) {
                System.out.println("
=========华丽的分割线=============");
                //本例中，当只剩一个线程时，这个线程必定是主线程，返回true表示终结
                return registeredParties == 1;
            }
        };
        System.out.println("程序开始执行");
        for(int i=0; i<3; i++) { //创建并启动3个线程
            new MyThread((char)(97+i), phaser).start();
        }

        phaser.register(); //将主线程动态增加到phaser中，此句执行后phaser共管理4个线程
        while(!phaser.isTerminated()) {//只要phaser不终结，主线程就循环等待
            int n = phaser.arriveAndAwaitAdvance();
        }
        //跳出上面循环后，意味着phaser终结，即3个工作线程已经结束
        System.out.println("程序结束");
    }
}

class MyThread extends Thread {
    private char c;
    private Phaser phaser;

    public MyThread(char c, Phaser phaser) {
        this.c = c;
        this.phaser = phaser;
    }

    @Override
    public void run() {
        while(!phaser.isTerminated()) {
            for(int i=0; i<10; i++) { //将当前字母打印10次
                System.out.print(c + " ");
            }
            //打印完当前字母后，将其更新为其后第三个字母，例如b更新为e，用于下一阶段打印
            c = (char) (c+3);
            if(c>'z') {
                //如果超出了字母z，则在phaser中动态减少一个线程，并退出循环结束本线程
                //当3个工作线程都执行此语句后，phaser中就只剩一个主线程了
                phaser.arriveAndDeregister();
                break;
            }else {
                //反之，等待其他线程到达阶段终点，再一起进入下一个阶段
                phaser.arriveAndAwaitAdvance();
            }
        }
    }
}

最后，这篇文章写得非常好，看后收获非常大。http://whitesock.iteye.com/blog/1135457