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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：:

[code language=”java”]
package tool;

import java.util.Date;
import java.util.concurrent.Phaser;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

//1. 创建一个类，名为 MyPhaser，并特别的扩展 Phaser 类。
public class MyPhaser extends Phaser {

// 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
// studentsArrived() 方法；又如果 phase 等于 1，调用 finishFirstExercise() 方法；又如果 phase
// 等于 2，调用 finishSecondExercise() 方法；再如果 phase 等于 3，调用 finishExam()
// 方法。否则，返回真值，表示phaser已经终结。
@Override
protected boolean onAdvance(int phase, int registeredParties) {
switch (phase) {
case 0:
return studentsArrived();
case 1:
return finishFirstExercise();
case 2:
return finishSecondExercise();
case 3:
return finishExam();
default:
return true;
}
}

// 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。
private boolean studentsArrived() {
System.out.printf("Phaser: The exam are going to start. The students are ready.\n");
System.out.printf("Phaser: We have %d students.\n",
getRegisteredParties());
return false;
}

// 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。
private boolean finishFirstExercise() {
System.out.printf("Phaser: All the students have finished the first exercise.\n");
System.out.printf("Phaser: It’s time for the second one.\n");
return false;
}

// 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。
private boolean finishSecondExercise() {
System.out.printf("Phaser: All the students have finished the second exercise.\n");
System.out.printf("Phaser: It’s time for the third one.\n");
return false;
}

// 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。
private boolean finishExam() {
System.out.printf("Phaser: All the students have finished the exam.\n");
System.out.printf("Phaser: Thank you for your time.\n");
return true;
}

// 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。
public class Student implements Runnable {

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

// 9. 实现类的构造函数，初始 Phaser 对象。
public Student(Phaser phaser) {
this.phaser = phaser;
}

// 10. 实现 run() 方法，模拟真实测验。
@Override
public void run() {

// 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()
// 方法来等待其他线程们。
System.out.printf("%s: Has arrived to do the exam. %s\n", Thread
.currentThread().getName(), new Date());
phaser.arriveAndAwaitAdvance();

// 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
// 的 arriveAndAwaitAdvance() 方法来等待其他学生结束第一场测验。
System.out.printf("%s: Is going to do the first exercise. %s\n",
Thread.currentThread().getName(), new Date());
doExercise1();
System.out.printf("%s: Has done the first exercise. %s\n", Thread
.currentThread().getName(), new Date());
phaser.arriveAndAwaitAdvance();

// 13. 为第二场和第三场实现相同的代码。
System.out.printf("%s: Is going to do the second exercise.%s\n",
Thread.currentThread().getName(), new Date());
doExercise2();
System.out.printf("%s: Has done the second exercise. %s\n", Thread
.currentThread().getName(), new Date());
phaser.arriveAndAwaitAdvance();
System.out.printf("%s: Is going to do the third exercise. %s\n",
Thread.currentThread().getName(), new Date());
doExercise3();
System.out.printf("%s: Has finished the exam. %s\n", Thread
.currentThread().getName(), new Date());
phaser.arriveAndAwaitAdvance();
}

// 14. 实现辅助方法 doExercise1()。此方法让线程随机休眠一段时间。
private void doExercise1() {
try {
long duration = (long) (Math.random() * 10);
TimeUnit.SECONDS.sleep(duration);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}

// 15. 实现辅助方法 doExercise2()。此方法让线程随机休眠一段时间。
private void doExercise2() {
try {
long duration = (long) (Math.random() * 10);
TimeUnit.SECONDS.sleep(duration);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}

// 16. 实现辅助方法 doExercise3()。此方法让线程随机休眠一段时间。
private void doExercise3() {
try {
long duration = (long) (Math.random() * 10);
TimeUnit.SECONDS.sleep(duration);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
[/code]

实现例子的main类，创建名为Main的类并添加main() 方法。

[code lang=”java”]
package tool;

import tool.MyPhaser.Student;

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

public static void main(String[] args) {

// 18. 创建 MyPhaser对象。
MyPhaser phaser = new MyPhaser();

// 19. 创建5个 Student 对象并使用register()方法在phaser中注册他们。
MyPhaser.Student students[] = new Student[5];
for (int i = 0; i < students.length; i++) {
students[i] = phaser.new Student(phaser);
phaser.register();
}

// 20. 创建5个线程来运行students并开始它们。
Thread threads[] = new Thread[students.length];
for (int i = 0; i < students.length; i++) {
threads[i] = new Thread(students[i], "Student " + i);
threads[i].start();
}

// 21. 等待5个线程的终结。
for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
try {
threads[i].join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}

// 22. 调用isTerminated()方法来写一条信息表明phaser是在termination状态。
System.out.printf("Main: The phaser has finished: %s.\n",
phaser.isTerminated());
}
}
[/code]

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：

你可以发现学生们结束第一个练习的时间是不同的。当全部都结束练习时，phaser 调用onAdvance() 方法写信息到操控台，接着全部的学生在同一时间开始第二场测试。

参见

第三章，线程同步应用：运行并发阶段性任务
第八章，测试并发应用：监控 Phaser