线程同步工具（六）控制并发阶段性任务的改变-阿里云开发者社区

声明：本文是《 Java 7 Concurrency Cookbook 》的第三章，作者： Javier Fernández González 译者：郑玉婷

控制并发阶段性任务的改变

Phaser 类提供每次phaser改变阶段都会执行的方法。它是 onAdvance() 方法。它接收2个参数：当前阶段数和注册的参与者数；它返回 Boolean 值，如果phaser继续它的执行，则为 false；否则为真，即phaser结束运行并进入 termination 状态。

如果注册参与者为0，此方法的默认的实现值为真，要不然就是false。如果你扩展Phaser类并覆盖此方法，那么你可以修改它的行为。通常，当你要从一个phase到另一个，来执行一些行动时，你会对这么做感兴趣的。

在这个指南，你将学习如何控制phaser的 phase的改变，通过实现自定义版本的 Phaser类并覆盖 onAdvance() 方法来执行一些每个phase 都会改变的行动。你将要实现一个模拟测验，有些学生要完成他们的练习。全部的学生都必须完成同一个练习才能继续下一个练习。

准备

指南中的例子是使用Eclipse IDE 来实现的。如果你使用Eclipse 或者其他的IDE，例如NetBeans, 打开并创建一个新的java项目。

怎么做呢…

按照这些步骤来实现下面的例子：:

001

package tool;

002
 
003

import java.util.Date;

004

import java.util.concurrent.Phaser;

005

import java.util.concurrent.TimeUnit;

006
 
007
//1.   创建一个类，名为 MyPhaser，并特别的扩展 Phaser 类。

008

public class MyPhaser extends Phaser {

009
 
010

    // 2. 覆盖 onAdvance() 方法。根据 phase 的属性的值，我们将调用不同的辅助方法。如果 phase 等于 0，调用

011

    // studentsArrived() 方法；又如果 phase 等于 1，调用 finishFirstExercise() 方法；又如果 phase

012

    // 等于 2，调用 finishSecondExercise() 方法；再如果 phase 等于 3，调用 finishExam()

013

    // 方法。否则，返回真值，表示phaser已经终结。

014

    @Override

015

    protected boolean onAdvance(int phase, int registeredParties) {

016

        switch (phase) {

017

        case 0:

018

            return studentsArrived();

019

        case 1:

020

            return finishFirstExercise();

021

        case 2:

022

            return finishSecondExercise();

023

        case 3:

024

            return finishExam();

025

        default:

026

            return true;

027

        }

028

    }

029
 
030

    // 3. 实现辅助方法 studentsArrived()。它在操控台写2条信息，并返回false值来表明phaser将继续执行。

031

    private boolean studentsArrived() {

032

        System.out.printf("Phaser: The exam are going to start. The students are ready.\n");

033

        System.out.printf("Phaser: We have %d students.\n",

034

                getRegisteredParties());

035

        return false;

036

    }

037
 
038

    // 4. 实现辅助方法 finishFirstExercise()。它在操控台写2条信息，并返回false值来表明phaser将继续执行。

039

    private boolean finishFirstExercise() {

040

        System.out.printf("Phaser: All the students have finished the first exercise.\n");

041

        System.out.printf("Phaser: It's time for the second one.\n");

042

        return false;

043

    }

044
 
045

    // 5. 实现辅助方法 finishSecondExercise()。它在操控台写2条信息，并返回false值来表明phaser将继续执行。

046

    private boolean finishSecondExercise() {

047

        System.out.printf("Phaser: All the students have finished the second exercise.\n");

048

        System.out.printf("Phaser: It's time for the third one.\n");

049

        return false;

050

    }

051
 
052

    // 6. 实现辅助方法 finishExam()。它在操控台写2条信息，并返回false值来表明phaser将继续执行。

053

    private boolean finishExam() {

054

        System.out.printf("Phaser: All the students have finished the exam.\n");

055

        System.out.printf("Phaser: Thank you for your time.\n");

056

        return true;

057

    }

058
 
059

    // 7. 创建一个类，名为 Student，并一定实现 Runnable 接口。这个类将模拟测验的学生。

060

    public class Student implements Runnable {

061
 
062

        // 8. 声明 a Phaser 对象，名为 phaser.

063

        private Phaser phaser;

064
 
065

        // 9. 实现类的构造函数，初始 Phaser 对象。

066

        public Student(Phaser phaser) {

067

            this.phaser = phaser;

068

        }

069
 
070

        // 10. 实现 run() 方法，模拟真实测验。

071

        @Override

072

        public void run() {

073
 
074

            // 11. 首先，方法写一条信息到操控台表明学生到达考场并调用 phaser 的 arriveAndAwaitAdvance()

075

            // 方法来等待其他线程们。

076

            System.out.printf("%s: Has arrived to do the exam. %s\n", Thread

077

                    .currentThread().getName(), new Date());

078

            phaser.arriveAndAwaitAdvance();

079
 
080

            // 12. 然后，写信息到操控台，调用私有 doExercise1() 方法模拟第一场测验，写另一条信息到操控台并调用 phaser

081

            // 的 arriveAndAwaitAdvance() 方法来等待其他学生结束第一场测验。

082

            System.out.printf("%s: Is going to do the first exercise. %s\n",

083

                    Thread.currentThread().getName(), new Date());

084

            doExercise1();

085

            System.out.printf("%s: Has done the first exercise. %s\n", Thread

086

                    .currentThread().getName(), new Date());

087

            phaser.arriveAndAwaitAdvance();

088
 
089

            // 13. 为第二场和第三场实现相同的代码。

090

            System.out.printf("%s: Is going to do the second exercise.%s\n",

091

                    Thread.currentThread().getName(), new Date());

092

            doExercise2();

093

            System.out.printf("%s: Has done the second exercise. %s\n", Thread

094

                    .currentThread().getName(), new Date());

095

            phaser.arriveAndAwaitAdvance();

096

            System.out.printf("%s: Is going to do the third exercise. %s\n",

097

                    Thread.currentThread().getName(), new Date());

098

            doExercise3();

099

            System.out.printf("%s: Has finished the exam. %s\n", Thread

100

                    .currentThread().getName(), new Date());

101

            phaser.arriveAndAwaitAdvance();

102

        }

103
 
104

        // 14. 实现辅助方法 doExercise1()。此方法让线程随机休眠一段时间。

105

        private void doExercise1() {

106

            try {

107

                long duration = (long) (Math.random() * 10);

108

                TimeUnit.SECONDS.sleep(duration);

109

            } catch (InterruptedException e) {

110

                e.printStackTrace();

111

            }

112

        }

113
 
114

        // 15. 实现辅助方法 doExercise2()。此方法让线程随机休眠一段时间。

115

        private void doExercise2() {

116

            try {

117

                long duration = (long) (Math.random() * 10);

118

                TimeUnit.SECONDS.sleep(duration);

119

            } catch (InterruptedException e) {

120

                e.printStackTrace();

121

            }

122

        }

123
 
124

        // 16. 实现辅助方法 doExercise3()。此方法让线程随机休眠一段时间。

125

        private void doExercise3() {

126

            try {

127

                long duration = (long) (Math.random() * 10);

128

                TimeUnit.SECONDS.sleep(duration);

129

            } catch (InterruptedException e) {

130

                e.printStackTrace();

131

            }

132

        }

133

    }

134
}

实现例子的main类，创建名为Main的类并添加main() 方法。

01

package tool;

02
 
03

import tool.MyPhaser.Student;

04
 
05
//17.  实现例子的main类，创建名为Main的类并添加main() 方法。

06

public class Main {

07
 
08

    public static void main(String[] args) {

09
 
10

        // 18. 创建 MyPhaser对象。

11

        MyPhaser phaser = new MyPhaser();

12
 
13

        // 19. 创建5个 Student 对象并使用register()方法在phaser中注册他们。

14

        MyPhaser.Student students[] = new Student[5];

15

        for (int i = 0; i < students.length; i++) {

16

            students[i] = phaser.new Student(phaser);

17

            phaser.register();

18

        }

19
 
20

        // 20. 创建5个线程来运行students并开始它们。

21

        Thread threads[] = new Thread[students.length];

22

        for (int i = 0; i < students.length; i++) {

23

            threads[i] = new Thread(students[i], "Student " + i);

24

            threads[i].start();

25

        }

26
 
27

        // 21. 等待5个线程的终结。

28

        for (int i = 0; i < threads.length; i++) {

29

            try {

30

                threads[i].join();

31

            } catch (InterruptedException e) {

32

                e.printStackTrace();

33

            }

34

        }

35
 
36

        // 22. 调用isTerminated()方法来写一条信息表明phaser是在termination状态。

37

        System.out.printf("Main: The phaser has finished: %s.\n",

38

                phaser.isTerminated());

39

    }

40
}

它是怎么工作的…

这个练习模拟了有3个测验的真实测试。全部的学生必须都完成同一个测试才能开始下一个测试。为了实现这个必须使用同步，我们使用了Phaser类，但是你实现了你自己的phaser通过扩展原来的类，并覆盖onAdvance() 方法.

在阶段改变之前和在唤醒 arriveAndAwaitAdvance() 方法中休眠的全部线程们之前，此方法被 phaser 调用。这个方法接收当前阶段数作为参数，0是第一个phase ，还有注册的参与者数。最有用的参数是actual phase。如果你要基于不同的当前阶段执行不同的操作，那么你必须使用选择性结构（if/else 或 switch）来选择你想执行的操作。例子里，我们使用了 switch 结构来为每个phase的改变选择不同的方法。

onAdvance() 方法返回 Boolean 值表明 phaser 终结与否。如果返回 false 值，表示它还没有终结，那么线程将继续执行其他phases。如果phaser 返回真值，那么phaser将叫醒全部待定的线程们，并且转移phaser到terminated 状态，所以之后的任何对phaser的方法的调用都会被立刻返回，还有isTerminated() 方法将返回真值。

在核心类，当你创建 MyPhaser 对象，在phaser中你不用表示参与者的数量。你为每个 Student 对象调用了 register() 方法创建了phaser的参与者的注册。这个调用不会在Student 对象或者执行它的线程与phaser之间这个建立任何关系。说真的，phaser的参与者数就是个数字而已。phaser与参与者之间没有任何关系。

下面的裁图展示了例子的执行结果：