Phaser是Java 1.7引入的同步工具，结合了CountDownLatch和CyclicBarrier的功能。它可以作为CountDownLatch使用，使主线程等待所有任务执行结束；也可以作为CyclicBarrier，使线程在所有子任务到达屏障后并发执行。Phaser还包含阶段编号，当所有parties到达后，会进入下一个阶段。此外，Phaser提供了多种方法如arriveAndAwaitAdvance、register等，以灵活地控制线程同步。
我们在前面的文章学习CountDownLatch和CyclicBarrier的时候了解到，CountDownLatch计数器只能使用一次，不能重复利用，CyclicBarrier虽然可以重复利用但是parties在初始化时指定后就不能再修改了，所以用法上不是很灵活。
Phaser是JDK1.7引入的多线程同步工具，其功能类似于CountDownLatch和CyclicBarrier的合集，它提供的方法更灵活和丰富，但是使用难度也比较大。
目录
Phaser用作CountDownLatch
CountDownLatch能完成的功能，Phaser也能实现，其实现方式如下：
public static void main(String[] args) {
//初始化不指定parties数量,parties默认为0
final Phaser phaser = new Phaser();
//主线程调用register，数量+1
phaser.register();
IntStream.range(0,5).forEach(i ->
new Thread(()->{
//线程调用register方法，数量+1
phaser.register();
try {
//模拟业务执行时间
TimeUnit.SECONDS.sleep(new Random().nextInt(2));
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"完成任务");
//线程完成任务调用arrive方法，不阻塞
phaser.arrive();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}, "T-" + i).start()
);
//主线程arrive，但是它要等待第一个阶段结束，其前提是所有的线程都要arrive
phaser.arriveAndAwaitAdvance();
System.out.println("注册的任务数量："+phaser.getRegisteredParties());
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"被唤醒");
}
初始化parties数量为0，启动5个线程执行业务，每个线程调用register使得parties数量加1，并在业务执行结束之后调用arrive方法。
main线程调用arriveAndAwaitAdvance方法一直阻塞直到所有的线程都arrive。
运行结果为：
main线程直到所有任务执行结束才会被唤醒，实现了CountDownLatch的效果。
Phaser用作CyclicBarrier
CyclicBarrier可以使子任务阻塞直到所有线程到达屏障，在Phaser中只需要把子任务到达的方法arrive修改为arriveAndAwaitAdvance即可实现CyclicBarrier的效果。
public static void main(String[] args) {
//初始化不指定数量
final Phaser phaser = new Phaser();
phaser.register();
IntStream.range(0,5).forEach(i ->
new Thread(()->{
//线程调用register使得数量加1
phaser.register();
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(new Random().nextInt(5));
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"完成任务");
//线程完成任务调用arriveAndAwaitAdvance阻塞直到所有线程都到达
phaser.arriveAndAwaitAdvance();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"继续执行任务");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}, "T-" + i).start()
);
//主线程arrive，但是它要等待第一个阶段结束，其前提是所有的线程都要arrive
phaser.arriveAndAwaitAdvance();
System.out.println("注册的任务数量："+phaser.getRegisteredParties());
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"被唤醒");
}
初始化parties数量为0，启动5个线程执行业务，每个线程调用register使得parties数量加1，并在业务执行结束之后调用arriveAndAwaitAdvance，此方法会使线程阻塞直到所有的线程都到达之后才继续运行。
运行结果为：
通过结果我们看到main线程和所有T线程在所有线程到达之后继续并发执行，实现了CyclicBarrier的效果。
Phaser（阶段）编号
在Phaser中有一个比较重要的概念：Phaser（阶段）编号。
一个Phaser中所有相关联的parties都arrive（到达后），Phaser就会从下一个阶段开始，除非Phaser已经被终止或者销毁。
Phaser为每一个Phaser都提供了一个编号，初始化为0，所有任务分片到达之后加1。
Phaser阶段可以理解为每次重用Phaser都会为其分配一个阶段编号，每次全部任务到达都顺序加1。
我们通过一段代码查看不同情况下Phaser的编号。
public static void main(String[] args) {
final Phaser phaser = new Phaser(3);
System.out.println("Phaser阶段编号为："+phaser.getPhase());
phaser.arrive();
phaser.arrive();
phaser.arrive();
System.out.println("Phaser阶段编号为："+phaser.getPhase());
//继续重用phaser
phaser.bulkRegister(1);
//现在parties数量为4
phaser.arrive();
phaser.arrive();
phaser.arrive();
System.out.println("Phaser阶段编号为："+phaser.getPhase());
phaser.arrive();
System.out.println("Phaser阶段编号为："+phaser.getPhase());
}
getPhase()方法返回Phaser的当前Phaser编号，最大的Phaser编号为Integer.MAX_VALUE，超过最大值将重新从0开始。当Phaser被终止时，Phaser编号将返回负值。
Phaser中大部分方法都会返回Phaser编号，理解Phaser编号是理解Phaser方法的基础。
Phaser方法总结
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Phaser构造器
parties为分片任务数量，可以构造时指定，也可以通过调用register方法对其加1。
parent为Phaser的层级，如果指定了parent，那么子Phaser的Phaser编号会以父Phaser为准，且父Phaser的分片任务等于所有子Phaser的分片任务和父Phaser的分片任务总和。
因parent会使线程管理比较复杂，一般很少使用，所以我们开发中最常用的是以下构造中的前2个。
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Phaser()：不指定parties数量，默认为0；并且不指定parent，parent默认为null。
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Phaser(int parties)：指定parties数量，不指定parent。
-
Phaser(Phaser parent)：指定parent，不指定parties数量。
-
Phaser(Phaser parent, int parties)：同时指定parent和parties数量。
-
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register()方法
public int register() { return doRegister(1); }register方法的作用是为Phaser增加一个未到达的parties，并且返回Phaser的编号。使用该方法时，有的时候会陷入阻塞，比如前一个Phaser执行onAdvance方法耗时比较长，那么如果此时想要一个新的parties通过register方法加入就会陷入阻塞。
public static void main(String[] args) { final Phaser phaser = new Phaser(1){ @Override protected boolean onAdvance(int phase, int registeredParties){ try { TimeUnit.SECONDS.sleep(30); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } return super.onAdvance(phase, registeredParties); } }; new Thread(()->{ phaser.arrive(); }).start(); TimeUnit.SECONDS.sleep(2); long time = System.currentTimeMillis(); phaser.register(); System.out.println("当前阶段编号为："+phaser.getPhase()); System.out.println("耗时:"+(System.currentTimeMillis()-time)+"ms"); }上述代码中重写了onAdvance方法，初始化parties为1，启动一个线程调用arrive方法分片任务到达，此时onAdvance得以被执行。
main线程调用register会被阻塞，因为此时onAdvance正在做收尾工作，它在执行完逻辑之后才会接纳新的分片进来，因此onAdvance尽量不要写太复杂的代码。
onAdvance在每一个Phaser阶段中所有的任务分片达到之后都会被执行，它还决定了Phaser是否终止：当onAdvance方法返回true表明该Phaser将被终止，接下来将不能再使用。onAdvance可以实现CyclicBarrier中Runnable的作用。 -
bulkRegister(int parties)方法
public int bulkRegister(int parties) { if (parties < 0) throw new IllegalArgumentException(); if (parties == 0) return getPhase(); return doRegister(parties); }该方法的作用与register()一样，通过源码我们可以看到他们调用的都是doRegister方法。不同点是register只允许注册一个分片到Phaser，但是bulkRegister方法可以允许0个或者多个分片到达Phaser。
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arrive()和arriveAndAwaitAdvance()方法
arrive方法是到达Phaser的下一个阶段，不会等待其他分片，它返回的阶段编号为当前Phaser的编号。
arriveAndAwaitAdvance方法是到达Phaser的下一个阶段，需要阻塞等待其他线程的分片都到达。而且此方法返回的是下一个Phaser的编号。
public static void main(String[] args) { final Phaser phaser = new Phaser(2); System.out.println("当前Phaser的编号："+phaser.getPhase()); phaser.arrive(); System.out.println("第一次arrive后的Phaser的编号："+phaser.getPhase()); phaser.arrive(); System.out.println("第二次arrive后的Phaser的编号："+phaser.getPhase()); }getPhase编号初始化为0，第一次调用arrive方法，返回当前编号为0，因我们定义了两个切片，此时只有一个分片任务到达。第二次调用arrive方法，返回当前编号为1，因为此时所有的分片任务都已到达，Phaser已经进入下一个阶段了。
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arriveAndDeregister()方法
该方法可以到达下一个Phaser阶段之外，还会将当前Phaser的parties数量减少一个。
public static void main(String[] args) { final Phaser phaser = new Phaser(2); System.out.println("当前Phaser的编号："+phaser.getPhase()+"&&当前的注册的parties："+phaser.getRegisteredParties()); phaser.arriveAndDeregister(); System.out.println("当前Phaser的编号："+phaser.getPhase()+"&&当前的注册的parties："+phaser.getRegisteredParties()); phaser.arriveAndDeregister(); System.out.println("当前Phaser的编号："+phaser.getPhase()+"&&当前的注册的parties："+phaser.getRegisteredParties()); }初始化定义parties数量为2，每次调用arriveAndDeregister打印出的parties数量都会减1，最后一次输出的Phaser为负数，表示当前的Phaser已经被销毁。
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awaitAdvance(int phase)方法
awaitAdvance有3种不同的表现：awaitAdvance(int phase)、awaitAdvanceInterruptibly(int phase)、awaitAdvanceInterruptibly(int phase, long timeout, TimeUnit unit)。
这三个方法更多的是关注阻塞而不关注arrive，等待某个Phaser关联的所有分片是否已经到达某个指定的阶段。使用这3个方法不会影响Phaser内部分片的arrive和unarrive变化的。
awaitAdvance(int phase)方法的主要作用是等待与Phaser相关联的分片都到达某个指定的Phaser阶段编号，如果有某个分片任务未到达，那么此方法就会进入阻塞，且不能打断。如果入参Phaser与当前Phaser的阶段编号不一致，该方法会立即返回，如果Phaser已经被销毁，该方法的返回值为负数。
public static void main(String[] args) { final Phaser phaser = new Phaser(1); new Thread(()->{ System.out.println("当前Phaser的阶段编号为："+phaser.getPhase()); int phaserNum = phaser.awaitAdvance(phaser.getPhase()); System.out.println("phaserNum为："+phaserNum); }).start(); TimeUnit.SECONDS.sleep(30); phaser.arriveAndAwaitAdvance(); System.out.println("当前Phaser的阶段编号为："+phaser.getPhase()); }thread线程调用awaitAdvance方法一直阻塞直到main线程调用arriveAndAwaitAdvance方法分片任务到达后，thread线程退出阻塞，且awaitAdvance方法返回的Phaser编号为下一个阶段的Phaser编号。
awaitAdvanceInterruptibly(int phase)与awaitAdvance(int phase)方法作用相同，只是其可以被打断。
awaitAdvanceInterruptibly(int phase, long timeout, TimeUnit unit)在可以被打断的基础上增加了设置超时等待的功能。
Phaser的介绍到这里就结束了，对其方法的理解还需在使用中加深印象。
JUC包中还有一个并发工具类Exchanger，可以实现线程间的数据交换，感兴趣的小伙伴可以自行查找了解。
本周勾勾会继续学习并发编程知识，陆续推出并发容器和线程池的文章，期待和你一起进步！！！
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