多线程之Exchanger

简介

Exchanger是自jdk1.5起开始提供的工具套件，一般用于两个工作线程之间交换数据。在本文中我将采取由浅入深的方式来介绍分析这个工具类。首先我们来看看官方的api文档中的叙述：
A synchronization point at which threads can pair and swap elements within pairs. Each thread presents some object on entry to the exchange method, matches with a partner thread, and receives its partner’s object on return. An Exchanger may be viewed as a bidirectional form of a SynchronousQueue. Exchangers may be useful in applications such as genetic algorithms and pipeline designs.
在以上的描述中，有几个要点：

• 此类提供对外的操作是同步的；
• 用于成对出现的线程之间交换数据；
• 可以视作双向的同步队列；

• 可应用于基因算法、流水线设计等场景。

  接着看api文档，这个类提供对外的接口非常简洁，一个无参构造函数，两个重载的范型exchange方法：
  public V exchange(V x) throws InterruptedException
  public V exchange(V x, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, TimeoutException
  从官方的javadoc可以知道，当一个线程到达exchange调用点时，如果它的伙伴线程此前已经调用了此方法，那么它的伙伴会被调度唤醒并与之进行对象交换，然后各自返回。如果它的伙伴还没到达交换点，那么当前线程将会被挂起，直至伙伴线程到达——完成交换正常返回；或者当前线程被中断——抛出中断异常；又或者是等候超时——抛出超时异常。

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exchange(V x)

示例：

package com.example.demo.three.untils.exchange;import java.util.concurrent.Exchanger;import java.util.concurrent.TimeUnit;import java.util.concurrent.TimeoutException;/** * @Author: CYM * @Description: * @Data: 2017/10/9 16:15 */public class ExchangerTest1 {    public static void main(String[] args) {        final Exchanger<String> exchanger = new Exchanger<>();        new Thread(()->{            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"start.");            try {                final String value = exchanger.exchange("i am from A");                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ value);            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            } catch (Exception e) {                e.printStackTrace();            }            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"end.");        },"==A==").start();        new Thread(()->{            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"start.");            try {                TimeUnit.SECONDS.sleep(10);                final String value = exchanger.exchange("i am from B");                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ value);            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            } catch (Exception e) {                e.printStackTrace();            }            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"end.");        },"==B==").start();    }}

打印结果:

==A==start.==B==start.==B==i am from A==A==i am from B==A==end.==B==end.

可以看出两个线程之间数据进行了交换，B睡眠了10秒，A也等着B 10秒，数据间交换是同时进行的。
注：只能两个线程之间交换。若出现两个以上交换，交换是随机的。

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exchange(V x, long timeout, TimeUnit unit)

实例：

package com.example.demo.three.untils.exchange;import java.util.concurrent.Exchanger;import java.util.concurrent.TimeUnit;import java.util.concurrent.TimeoutException;/** * @Author: CYM * @Description: * @Data: 2017/10/9 16:15 *//** * exchanger.exchange("i am from A",5,TimeUnit.SECONDS); * 如果5秒没有交换数据，报超时错误 * * 只能两个线程之间交换 */public class ExchangerTest1 {    public static void main(String[] args) {        final Exchanger<String> exchanger = new Exchanger<>();        new Thread(()->{            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"start.");            try {                final String value = exchanger.exchange("i am from A",5,TimeUnit.SECONDS);                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ value);            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            } catch (TimeoutException e) {                e.printStackTrace();            }            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"end.");        },"==A==").start();        new Thread(()->{            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"start.");            try {                TimeUnit.SECONDS.sleep(10);                final String value = exchanger.exchange("i am from B",5,TimeUnit.SECONDS);                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ value);            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            } catch (TimeoutException e) {                e.printStackTrace();            }            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"end`");        },"==B==").start();    }}

抛出java.util.concurrent.TimeoutException异常，因为过了5秒还没有进行数据交换。