并发编程系列之Exchanger

前言

上面我们介绍了信号量，再来说说交换者，这个东西用的不是很多，所以一般也不被经常关注，但是我们还是最好了解下，下面我将从什么是Exchanger以及如何使用Exchanger两个方面谈谈这个用于线程间协调的工具类。

什么是Exchanger？

Exchanger主要是用于线程之间进行数据交换的，提供一个同步点，在这个同步点，两个线程可以交换彼此的数据；两个线程通过Exchanger方法来进行交换，当第一个线程先执行Exchanger（）方法，他会一直等待第二个线程也执行Exchanger方法，然后两个线程交换数据。

举个通俗点的例子，就例如，你和你女朋友一起去逛超市，然后进入超市之后，你俩约好每个人去买各自需要的用品，然后约好在结算台那里见面，不管你俩谁先买好东西到达服务台，都需要把东西放在服务台然后等待对方，当你俩都到达结账台时，你俩互相交换各自买的东西，看看对方都买了些啥（当然如果你跟你女朋友真是这么逛街的，估计也处不长，扯远了点），然后结账，完事。这个过程就是Exchanger交换数据过程，而你俩分别就是那两个线程。

如何使用Exchanger？

首先我们需要一个创建一个交换者

Exchanger<String> exgr = new Exchanger<String>();

然后到达同步点，等待交换：

public V exchange(V x) throws InterruptedException {
       if (!Thread.interrupted()) {
           Object v = doExchange((x == null) ? NULL_ITEM : x, false, 0);
           if (v == NULL_ITEM)
               return null;
           if (v != CANCEL)
               return (V)v;
           Thread.interrupted(); // Clear interrupt status on IE throw
       }
       throw new InterruptedException();
   }

下面我们来看示例，模拟你和女朋友逛超市：

public class ExchangerDemo {
   // 超市结账服务台（同步点）
   private static final Exchanger<String> exgr = new Exchanger<String>();
   // 你和你女朋友
   private static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(2);
   public static void main(String[] args) {
       System.out.println("逛街开始，行动！！！");
       threadPool.execute(new Runnable() {
           @Override
           public void run() {
               System.out.println("你进入超市");
               try {
                   String u = "电子产品";
                   System.out.println("你购买ok，到达服务台");
                   // 到达同步点，等待或者交换（所有线程都到达）
                   exgr.exchange(u);
               } catch (InterruptedException e) {
               }
           }
       });

       threadPool.execute(new Runnable() {
           @Override
           public void run() {
               System.out.println("女朋友进入超市");
               try {
                   String girlfriend = "化妆品";
                   // 交换购买物品   到达同步点，等待或者交换（所有线程都到达）
                   String u1 = exgr.exchange("girlfriend");
                   System.out.println("女朋友到达服务台，交换购买物品");
                   System.out.println("你购买的是："
                           + u1 + ",女朋友购买的是：" + girlfriend);
               } catch (InterruptedException e) {
               }
           }
       });
       threadPool.shutdown();
   }
}

执行结果：

当然还有一种情况，就是可能会你和你女朋友分开逛街的过程中，出现点状况，导致你买好东西之后，在服务台一直等她，她都没来（没来原因自己脑补），然后你也不能一直等下去啊，然后你就自己结账走人了，然后，然后，你就单身了...，对于这种情况，Exchanger提供了一个超时交换的方法，设置最大等待时间，源代码如下：

public V exchange(V x, long timeout, TimeUnit unit)
       throws InterruptedException, TimeoutException {
       if (!Thread.interrupted()) {
           Object v = doExchange((x == null) ? NULL_ITEM : x,
                                 true, unit.toNanos(timeout));
           if (v == NULL_ITEM)
               return null;
           if (v != CANCEL)
               return (V)v;
           if (!Thread.interrupted())
               throw new TimeoutException();
       }
       throw new InterruptedException();
   }