线程同步工具（六）控制并发阶段性任务的改变

xiaoxiao2023-12-18 170

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：

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

文章转自并发编程网-ifeve.com