同步辅助类Phaser

Phaser是一个可以重复利用的同步屏障，功能上与CyclicBarrier和CountDownLatch相似，不过提供更加灵活的用法。也就是说，Phaser的同步模型与它们差不多。一般运用的场景是一组线程希望同时到达某个执行点后（先到达的会被阻塞），执行一个指定任务，然后这些线程才被唤醒继续执行其它任务。

Phaser一般是定义一个parties(参与方)数（parties一般代指需要进行同步的线程），当这些parties到达某个执行点，就会调用await方法，表示到达某个阶段（phase），然后就会阻塞直到有足够的parites数（也就是线程数）都调用过await方法后，这些线程才会被逐个唤醒，另外，在唤醒之前，可以选择性地执行某个定制的任务。Phaser对比起CyclicBarrier，不仅它是可以重复同步，并且parties数是可以动态注册的，另外还提供了非阻塞的arrive方法表示先到达阶段等，大大提高了同步模型的灵活性，当然了，实现也会相对复杂。

注册（Registration）

和其它屏障不一样，在phaser上进行同步注册的parites数可能会随着时间改变而不同。可以在任何时间注册任务（调用register，bulkRegister方法，或者可以初始化parties数的构造函数形式），以及能够在到达之后可选择地撤销（使用arriveAndDeregister方法）。像大多数基本的同步工具一样，注册和撤销只会影响内部的计数，他们不会在内部保留对注册对象的跟踪，所以任务不能通过查询得知自身是否被注册。（然而，你能够引入类似的跟踪策略通过扩展这个类）。

同步（Synchronization）

就像CyclicBarrier一样，Phaser可以重复地等待。arriveAndAwaitAdvance方法与CyclicBarrier.await作用类似。每一代（generation）的phaser有一个关联的阶段号（phase number）。阶段号从0开始，当所有parties都到达阶段的时候就会加一，直到Integer.MAX_VALUE后返回0。阶段号的使用允许在到达某个阶段以及在等待其它parites的时候，通过以下两类可以被任何注册过的party调用的方法，执行单独的操作：

• 到达（Arrival）:arrive方法和arriveAndDeregister方法记录到达。这些方法不会阻塞，但会返回一个关联的到达阶段号（arrival phase number），也就是，phaser在到达以后所用的阶段号。当最后的party到达一个给定的阶段，就可以执行可选的操作，并且阶段号自加一。这些操作都会被触发阶段增加的party执行，并且会被可重写方法onAdvance（同时管理Phaser的终结）安排管理。重写onAdvance方法比起CyclicBarrier提供的栅栏操作很相似，但更加灵活。
• 等待（Waiting）:awaitAdvance方法需要一个表示到达阶段号的参数，并在phaser增加到（或者已经在）不同的阶段的时候返回。与CyclicBarrier类似结构不同，awaitAdvance方法会在等待线程被中断的时候继续等待。当然也有可中断和超时版本，但是当任务等待发生中断或者超时遇到的异常也不会改变phaser的状态。如果必要，你可以在这些异常的处理器里执行关联的恢复操作，一般是在调用forceTermination之后恢复。Phaser可能也会被执行在ForkJoinPool中的任务使用，这样当其它线程在等待phaser增加被阻塞的时候，就可以确保有效平行地执行任务。

终结（Termination）

phaser可能进入一个终结状态，可以通过isTerminated来检查。当终结的时候，所有的同步方法都不会在等待下一个阶段而直接返回，返回一个负值来表示该状态。类似地，在终结的时候尝试注册没有任何效果。当onAdvance调用返回true的时候就会触发终结。onAdvance默认实现为当一个反注册导致注册parties数降为0的时候返回true。当phser要控制操作在一个固定得迭代次数时，就可以很方便地重写这个方法，当当前阶段号到达阀值得时候就返回true导致终结。forceTermination方法也时另一个可以突然释放等待线程并且允许它们终结。

分层(Tiering)

通过构造树结构从而降低竞争。一个拥有大量参与者的Phaser能够通过构造拥有同一个公共父Phaser的结构来降低严重的同步竞争开销。这样能够极大地增加吞吐量，即使它带来每个操作更大的开销。

在一个分层phasers的树结构中，注册和撤销孩子phasers以及它们的父phaser是被自动管理的。当一个子phaser的注册数变为非0时（通过Phaser(Phaser,int)、constructor、register、bulkRegister），子phaser被父phaser注册。当注册数变为0，子phaser会从父phaser中撤销。

监控（Monitoring）

同步方法只能被注册的parties调用时，phaser的当前状态可以被任何调用者监控。在任何时刻，有getRegisteredParties总共的parties，其中，有getArrivedParties个parites到达getPhase的当前阶段。当剩下getUnarrivedParties个parties到达，phase增加。这些方法的返回值可能反映短暂的状态，因此一般在同步控制中不太有用。toString方法以一种可以方便信息监控的格式返回这些状态的快照。

相关问题

1. Phaser什么时候终止？ A:调用arriveAndDeregister()使注册参与方降为0时或调用forceTermination()。
2. 如何控制Phaser执行的阶段数？A：通过覆盖onAdvance( ) 方法。
3. Phaser中最大的注册party数目？A:65535
4. Phaser在现实世界中的使用场景？A:软件开发可以通过Phaser来管理；如第一阶段收集需求，第二阶段软件开发，第三阶段测试。