java多线程之Phaser

Wesley13
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java多线程之Phaser

前面的文章中我们讲到了CyclicBarrier、CountDownLatch的使用,这里再回顾一下CountDownLatch主要用在一个线程等待多个线程执行完毕的情况,而CyclicBarrier用在多个线程互相等待执行完毕的情况。

Phaser是java 7 引入的新的并发API。他引入了新的Phaser的概念,我们可以将其看成一个一个的阶段,每个阶段都有需要执行的线程任务,任务执行完毕就进入下一个阶段。所以Phaser特别适合使用在重复执行或者重用的情况。

基本使用

在CyclicBarrier、CountDownLatch中,我们使用计数器来控制程序的顺序执行,同样的在Phaser中也是通过计数器来控制。在Phaser中计数器叫做parties, 我们可以通过Phaser的构造函数或者register()方法来注册。

通过调用register()方法,我们可以动态的控制phaser的个数。如果我们需要取消注册,则可以调用arriveAndDeregister()方法。

我们看下arrive:

   public int arrive() {
       return doArrive(ONE_ARRIVAL);
   }

Phaser中arrive实际上调用了doArrive方法,doArrive接收一个adjust参数,ONE_ARRIVAL表示arrive,ONE_DEREGISTER表示arriveAndDeregister。

Phaser中的arrive()、arriveAndDeregister()方法,这两个方法不会阻塞,但是会返回相应的phase数字,当此phase中最后一个party也arrive以后,phase数字将会增加,即phase进入下一个周期,同时触发(onAdvance)那些阻塞在上一phase的线程。

这一点类似于CyclicBarrier的barrier到达机制;更灵活的是,我们可以通过重写onAdvance方法来实现更多的触发行为。

下面看一个基本的使用:

   void runTasks(List tasks) {
       final Phaser phaser = new Phaser(1); // "1" to register self
       // create and start threads
       for (final Runnable task : tasks) {
           phaser.register();
           new Thread() {
               public void run() {
                   phaser.arriveAndAwaitAdvance(); // await all creation
                   task.run();
               }
           }.start();
       }

       // allow threads to start and deregister self
       phaser.arriveAndDeregister();
   }

上面的例子中,我们在执行每个Runnable之前调用register()来注册, 然后调用arriveAndAwaitAdvance()来等待这一个Phaser周期结束。最后我们调用 phaser.arriveAndDeregister();来取消注册主线程。

下面来详细的分析一下运行步骤:

1. final Phaser phaser = new Phaser(1);

这一步我们初始化了一个Phaser,并且指定其现在party的个数为1。

2. phaser.register();

这一步注册Runnable task到phaser,同时将party+1。

3. phaser.arriveAndAwaitAdvance()

这一步将会等待直到所有的party都arrive。这里只会将步骤2中注册的party标记为arrive,而步骤1中初始化的party一直都没有被arrive。

4. phaser.arriveAndDeregister();

在主线程中,arrive了步骤1中的party,并且将party的个数减一。

步骤3中的phaser.arriveAndAwaitAdvance()将会继续执行,因为最后一个phaser在步骤4中arrive了。

多个Phaser周期

Phaser的值是从0到Integer.MAX_VALUE,每个周期过后该值就会加一,如果到达Integer.MAX_VALUE则会继续从0开始。

如果我们执行多个Phaser周期,则可以重写onAdvance方法:

   protected boolean onAdvance(int phase, int registeredParties) {
       return registeredParties == 0;
   }

onAdvance将会在最后一个arrive()调用的时候被调用,如果这个时候registeredParties为0的话,该Phaser将会调用isTerminated方法结束该Phaser。

如果要实现多周期的情况,我们可以重写这个方法:

protected boolean onAdvance(int phase, int registeredParties) {
               return phase >= iterations || registeredParties == 0;
           }

上面的例子中,如果phase次数超过了指定的iterations次数则就会自动终止。

我们看下实际的例子:

void startTasks(List tasks, final int iterations) {
       final Phaser phaser = new Phaser() {
           protected boolean onAdvance(int phase, int registeredParties) {
               return phase >= iterations || registeredParties == 0;
           }
       };
       phaser.register();
       for (final Runnable task : tasks) {
           phaser.register();
           new Thread() {
               public void run() {
                   do {
                       task.run();
                       phaser.arriveAndAwaitAdvance();
                   } while (!phaser.isTerminated());
               }
           }.start();
       }
       phaser.arriveAndDeregister(); // deregister self, don't wait
   }

上面的例子将会执行iterations次。

本文的例子请参考https://github.com/ddean2009/learn-java-concurrency/tree/master/Phaser

更多内容请访问flydean的博客

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