问:你知道 Java 的 Exchanger 吗?简单说说其特点及应用场景?

答:Exchanger 是 JDK 1.5 开始提供的一个用于两个工作线程之间交换数据的封装工具类,简单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。其定义为 Exchanger<V> 泛型类型,其中 V 表示可交换的数据类型,对外提供的接口很简单,具体如下:

可以看出,当一个线程到达 exchange 调用点时,如果其他线程此前已经调用了此方法,则其他线程会被调度唤醒并与之进行对象交换,然后各自返回;如果其他线程还没到达交换点,则当前线程会被挂起,直至其他线程到达才会完成交换并正常返回,或者当前线程被中断或超时返回。


public class Test {
    static class Producer extends Thread {
        private Exchanger<Integer> exchanger;
        private static int data = 0;
        Producer(String name, Exchanger<Integer> exchanger) {
            super("Producer-" + name);
            this.exchanger = exchanger;
        }
        @Override
        public void run() {
            for (int i=1; i<5; i++) {
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                    data = i;
                    System.out.println(getName()+" 交换前:" + data);
                    data = exchanger.exchange(data);
                    System.out.println(getName()+" 交换后:" + data);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    static class Consumer extends Thread {
        private Exchanger<Integer> exchanger;
        private static int data = 0;
        Consumer(String name, Exchanger<Integer> exchanger) {
            super("Consumer-" + name);
            this.exchanger = exchanger;
        }
        @Override
        public void run() {
            while (true) {
                data = 0;
                System.out.println(getName()+" 交换前:" + data);
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                    data = exchanger.exchange(data);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(getName()+" 交换后:" + data);
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Exchanger<Integer> exchanger = new Exchanger<Integer>();
        new Producer("", exchanger).start();
        new Consumer("", exchanger).start();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(7);
        System.exit(-1);
    }
}

可以看到,其结果可能如下:


Consumer- 交换前:0
Producer- 交换前:1
Consumer- 交换后:1
Consumer- 交换前:0
Producer- 交换后:0
Producer- 交换前:2
Producer- 交换后:0
Consumer- 交换后:2
Consumer- 交换前:0
Producer- 交换前:3
Producer- 交换后:0
Consumer- 交换后:3
Consumer- 交换前:0
Producer- 交换前:4
Producer- 交换后:0
Consumer- 交换后:4
Consumer- 交换前:0

可以看到,如上就是一种典型的使用场景,简单理解这东西就是一个并发协作的工具类而已。

本文参考自 Java/Android Exchanger 必知必会实战题分析


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