Java 併發基礎知識 Phaser 全面分析！

優質作者名單

J**A 併發基礎知識：移相器綜合分析！ - Programmer Goode Phaser 是 J**a 中一款靈活的同步工具，它的優點是支援多階段任務拆分和同步，並且可以動態註冊和登出參與者，它提供了豐富的等待和推送機制，讓開發者可以更細粒度的方式控制線程的協調行為，實現複雜的並行任務處理， 相較於其他同步工具，Phaser更加靈活易擴充套件，適用於多種併發場景。

在 j**a 中，phaser是乙個靈活的同步實用程式類，允許多個執行緒在乙個或多個障礙點上進行協調phaser想想乙個多執行緒聚會組織者，他負責確保所有涉及的執行緒都已達到某個階段，然後再一起進行下一步。

我們以乙個現實生活中的場景為例：假設你正在開發乙個多人遊戲，例如，乙個團隊益智遊戲，其中幾個玩家（執行緒）需要合作完成一系列任務才能完成關卡，每個任務分為幾個階段，每個階段需要所有玩家一起完成某些動作，然後才能進入下一階段。

在這個場景中，phaser可以發揮它的作用，每個階段都可以看作是乙個障礙點，每個玩家執行緒在當前階段完成自己的任務後都會去找它phaser報告，然後在所有玩家完成當前階段的任務後等待其他玩家完成phaser它會像鈴鐺一樣響起，通知所有玩家他們已準備好進入下一階段。

例如，在益智遊戲中，四名玩家需要找到四條不同的線索並將它們組合起來，以開啟通往下一關的大門phaser我自己完成了這項工作，phaser等待所有四名玩家找到線索，然後通知他們可以結合線索開啟通往下一關的大門。

Phaser主要用於解決多執行緒分階段一起完成任務的同步問題，它可以保證一組執行緒在到達某個障礙點（phase）之前是同步的，即所有執行緒都完成了某個階段的任務，才能一起進入下一階段，這種同步機制特別適用於需要多執行緒協同完成複雜任務的情況， 如多人遊戲、分布式系統、平行計算等場景。

當乙個執行緒完成乙個任務並到達障礙點時，它會呼叫移相器的相應方法通知其他執行緒，然後等待其他執行緒一起進入下一階段，在這個過程中，移相器會管理執行緒的同步和配合，確保所有執行緒都能按預定的順序完成任務。

此外，Phaser 還提供了靈活的執行緒註冊和登出功能，可以動態新增或刪除參與同步的執行緒，還支援中斷和超時機制，可以在等待其他執行緒的同時中斷或設定超時，增強多執行緒同步的靈活性。

這是乙個簡單的 Ja 示例，演示了如何使用它phaser同步多個執行緒以確保它們分階段完成任務，如下所示

import j**a.util.concurrent.phaser; 

public class phaserexample catch (interruptedexception e) 
再次到達障礙點並等待其他執行緒
phaser.arriveandawaitadvance();
system.out.println("執行緒" + threadnum + "：任務的第二階段完成。 "); 
模擬第三階段的任務
try catch (interruptedexception e) 
最後到達障礙點，所有執行緒完成時，移相器將自動進入終止狀態
phaser.arriveandawaitadvance();
system.out.println("執行緒" + threadnum + "：第三階段任務完成，移相器任務完成。 "); 
.start();
等待所有執行緒完成任務
注意：在實踐中，您可能不希望主線程在這裡阻塞，而是要做其他事情
但出於演示目的，讓主線程等待所有工作執行緒完成
phaser.awaitadvance(phaser.getphase())
system.out.println("所有執行緒的第一階段任務完成。 "); 
phaser.awaitadvance(phaser.getphase() 1); 
system.out.println("所有執行緒任務的第二階段已完成。 "); 
phaser.awaitadvance(phaser.getphase() 1); 
system.out.println("所有執行緒的第三階段任務完成，整個任務完成。 "); 

上述**輸出如下：

主線程也已準備就緒，等待其他執行緒。  

執行緒 x 已準備就緒，正在等待其他執行緒。  
執行緒 y 已準備就緒，正在等待其他執行緒。  
執行緒 Z 已準備就緒，正在等待其他執行緒。  
在這裡，所有執行緒和主線程都等待，直到所有參與者都呼叫了 arriveandawaitadvance）。
主線程任務的第一階段完成（實際上，主線程可能只是監視或協調其他執行緒）。  
執行緒 x 任務的第一階段完成。  
執行緒 y 任務的第一階段完成。  
執行緒 z 任務的第一階段完成。  
所有執行緒和主線程繼續執行，直到它們再次呼叫 arriveandawaitadvance）。
主線程完成第二階段任務（實際上，它可能正在等待其他執行緒完成某個任務）。  
執行緒 x 任務的第二階段完成。  
執行緒 y 任務的第二階段完成。  
執行緒 z 任務的第二階段已完成。  
所有執行緒和主線程繼續執行第三階段任務）。
主線程任務的第三階段已完成（實際上可能是一些清理或結果的彙總）。  
執行緒 x 的第三階段完成，移位器任務結束。  
執行緒 y 的第三階段完成，移相器任務完成。  
執行緒 Z 的第三階段完成，移相器任務完成。 

phaser(int parties)：建構函式，建立乙個新的建構函式phaser例項，並設定註冊方的數量，這表示在進入下一階段之前必須到達屏障的執行緒數。 phaser()：建構函式，建立乙個新的建構函式phaser例項，但不設定註冊的執行緒數，這通常用於層次結構phaser，其中phaser將繼承父親phaser已註冊的執行緒數。 register()：增加到達屏障所需的執行緒數，如果呼叫此方法的執行緒尚未註冊，它也會將自身註冊為尚未到達的執行緒。 arrive()：表示當前執行緒已經到達了屏障，並減少了未到達的執行緒數量，如果這是最後乙個到達的執行緒，並且已經設定了下一階段的屏障，那麼該方法將返回true，否則返回falsearriveandawaitadvance()：當前執行緒到達屏障並等待其他執行緒也到達，當所有執行緒都到達時，屏障會自動前進到下一階段，然後方法返回如果它是當前執行緒phaser被終止，並且該方法將被丟擲illegalstateexceptionawaitadvance(int phase)：等到屏障前進到給定階段，如果當前階段大於或等於給定階段，則此方法將立即返回。 isterminated()：檢查phaser當已註冊的執行緒數減少到零且未註冊新執行緒時，是否已終止phaser將被終止。 getphase()：獲取當前屏障的階段號，每個屏障都有唯一的階段編號，初始階段編號為 0。 getregisteredparties()：獲取當前註冊的執行緒數。 getarrivedparties()：獲取已到達當前屏障的執行緒數。 getunarrivedparties()：獲取尚未達到當前屏障的執行緒數，實際上是getregisteredparties()跟getarrivedparties()值之間的差異。 forcetermination()： 強制終止phaser，即使有執行緒尚未到達，這會導致所有等待arriveandawaitadvance()或awaitadvance(int)執行緒丟擲的方法illegalstateexceptiononadvance(int phase, int registeredparties)：這是乙個受保護的方法，可以在子類中重寫，以便在每個屏障階段推進時執行自定義操作。 bulkregister(int parties)：一次註冊多個執行緒，這通常用於靜態已知的執行緒數，或者當多個任務由同一執行緒表示時。

J**A 併發基礎知識：移相器綜合分析！ - Programmer Goode 移相器類的目的是允許併發程式設計中多個執行緒之間的執行同步，它具有以下優點：

更好的可伸縮性：移相器類比其他同步實用程式類（如 cyclicbarrier 和 countdownlatch）具有更好的可伸縮性，因為它支援更多參與者（即執行緒）同時同步。 自動登出和清理：當所有參與者都完成執行後，Phaser 會自動登出並釋放相關資源，有助於避免記憶體洩漏和資源浪費。 靈活的執行模式：Phaser 類提供了多種執行模式，如並行、序列和混合模式，這使得它在處理併發任務時更加靈活。 它也有很多缺點，比如：1.相位器類相比，移相器類的實現相對複雜，所以在某些場景下可能會引入額外的效能開銷，並且移位器類有一定的使用門檻，對併發程式設計和j**a併發API的使用有深入的了解， 這可能會增加學習成本。

跟著我，每天學習網際網絡程式設計技術——程式設計師古德結束！