知识点—多线程同步3之Exchanger

继续总结多线程同步常用的方法或者类，之前介绍了CountDownLatch和CyclicBarriar，这次介绍一个保证两个线程同步的类Exchanger。

Exchanger--交换机

Exchanger的一个特别典型的应用场景是：一个线程负责一直对某种表或某类数据进行数据库的读取或写入，并不对数据进行处理，也就是说它只和数据的读取和写入打交道，并对缓冲区进行读写操作；而另一个线程，负责从缓冲区中读取数据，然后处理后生成一种新的表或数据，最后将处理的数据写回到缓冲区，而它不负责数据库的读取或写入数据。那么这两个线程可以借助Exchanger来互相配合，达到利用各自长处的目的。

1、Exchanger的定义

Exchanger是JDK1.5中新增加的工具类，用于两个工作线程之间进行安全的交换数据。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.

Exchanger可以在两个线程之间交换数据而且只能是两个线程，他不支持更多的线程之间互换数据。

当线程A调用Exchange对象的exchange()方法后，它会陷入阻塞状态，直到线程B也调用了Exchange对象exchange()方法，然后线程A和B以线程安全的方式交换数据，之后两个线程继续运行。

2、基本元素和常用方法

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 Exchanger()；

创建一个新的Exchanger。

public V exchange(V x) throws InterruptedException

除非当前线程被中断，否则一直等待另一个线程到达这个交换点，然后将交换的数据 x传输给它，并收到另一个线程传过来的数据。

public V exchange(V x, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, TimeoutException

除非当前线程被中断或者当前线程等待的时间超过了timeout，否则一直等待另一个线程到达这个交换点，然后将交换的数据x传输给它，并收到另一个线程传过来的数据。如果另一个线程已经在使用exchange进行等待，则两个线程立即进行数据交换；如果另一个线程没有处于exchange等待状态，则当前线程不可用，进入等待状态，进入休眠，直到以下有事件发生，一些别的线程调用了exchange方法，或者将当前线程中断，或者等待的时间超时。

3、演示代码

执行结果如下所示：

thread-1交换出去的数据为：123

thread-2交换出去的数据为：456

thread-2接收到新数据：123

thread-1接收到新数据：456

4、总结

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。

此类使用的情况很简单，容易理解，但是使用场景并不是很常见，本司机在实际开发过程还没有用到过。