【JUC】交换器Exchanger详解

逃离我推掉我的手 2023-10-03 21:57 21阅读 0赞

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### 前言 ###

JDK中提供了不少的同步工具，现在分享一个相对比较冷门的同步工具——交换器（`Exchanger`）。你知道`Exchanger`的作用是什么吗？实现机制是什么？可以用来做什么呢？

### Exchanger介绍 ###

交换器（`Exchanger`），顾名思义，用于两个线程之间进行数据交换的。

简单来说，就是一个线程在完成一定的事务后想与另一个线程交换数据，则第一个先拿出数据的线程会一直等待第二个线程，直到第二个线程拿着数据到来时才能彼此交换对应数据。如下图所示：

![format_png][]

两个线程通过 `exchange()` 方法交换数据，如果第一个线程先执行 `exchange()`方法，它会一直等待第二个线程也执行 exchange 方法，当两个线程都到达同步点时，这两个线程就可以交换数据

#### API介绍 ####

**构造方法**

*  `Exchanger()`：创建一个交换器

**常用方法**

*  `V exchange(V x)`： 交换数据，如果只有一个线程，会阻塞，直到另外一个线程也调用exchange, 支持中断
 *  `V exchange(V x, long timeout, TimeUnit unit)`： 带超时参数的交换数据

### Exchanger使用 ###

这不，马上圣诞节要到了，你要和你对象交换礼物，不准备的话，你就要死的很惨~~我们就可以用`Exchanger`来实现。

@Slf4j(topic = "c.ExchangerTest")
    public class ExchangerTest {
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            Exchanger<String> exchanger = new Exchanger<>();
    
            Thread boy = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    log.info("你开始准备礼物~~~~~~~~~~~~");
                    try {
                        // 模拟准备礼物时间
                        Thread.sleep(5000);
    
                        String gift = "IPhone 14";
                        log.info("你送了礼物: {}",  gift);
                        String recGift = exchanger.exchange(gift);
                        log.info("你收到了礼物: {}",  recGift);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
    
            Thread girl = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    log.info("女朋友开始准备礼物~~~~~~~~~~~~");
                    try {
                        // 模拟准备礼物时间
                        Thread.sleep(6000);
    
                        String gift = "一个吻";
                        log.info("女朋友送了礼物: {}",  gift);
                        String recGift = exchanger.exchange(gift);
                        log.info("女朋友收到了礼物: {}",  recGift);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
    
            boy.start();
            girl.start();
    
            boy.join();
            girl.join();
    
        }
    }
    复制代码

**运行结果：**

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*  中间阻塞等待了一秒，直到你女朋友也准备好了礼物。

### 实现机制 ###

实现机制也很容易能够想到，`Exchanger`类中定义一个槽位`slot`,

1.  A线程交换数据时，发现slot为空，则将需要交换的数据放在slot中, 阻塞当前线程，等待其它线程进来交换数据
2.  等线程B进来，读取A设置的数据，然后设置线程B需要交换的数据，然后唤醒A线程。

`Exchanger`的源码实现大家感兴趣的话，自己可以看看。

### 总结 ###

本文讲解了交换器`Exchanger`,是jdk5中引入的一个同步器。实际上在平时工作场景中基本上很少应用，按照官方注释说可以应用在基因算法或者管道设计，太抽象了，大家就当扩扩知识面吧。

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