Java Exchanger详解（线程间高效安全的数据交换工具）

Exchanger 的基本用法

下面是一个简单的示例，展示如何使用 Exchanger 在两个线程之间交换字符串：

import java.util.concurrent.Exchanger;public class ExchangerExample {    public static void main(String[] args) {        // 创建一个 Exchanger 实例        Exchanger<String> exchanger = new Exchanger<>();        // 线程1        Thread thread1 = new Thread(() -> {            try {                String dataFromThread1 = "Hello from Thread-1";                System.out.println("Thread-1 准备发送: " + dataFromThread1);                                // 等待与另一个线程交换数据                String received = exchanger.exchange(dataFromThread1);                                System.out.println("Thread-1 收到: " + received);            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        });        // 线程2        Thread thread2 = new Thread(() -> {            try {                String dataFromThread2 = "Hi from Thread-2";                System.out.println("Thread-2 准备发送: " + dataFromThread2);                                // 等待与另一个线程交换数据                String received = exchanger.exchange(dataFromThread2);                                System.out.println("Thread-2 收到: " + received);            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        });        // 启动两个线程        thread1.start();        thread2.start();    }}  

运行上述代码，你可能会看到如下输出：

Thread-1 准备发送: Hello from Thread-1Thread-2 准备发送: Hi from Thread-2Thread-1 收到: Hi from Thread-2Thread-2 收到: Hello from Thread-1  

关键点解析

• 必须成对使用：Exchanger 只支持两个线程之间的交换。如果只有一个线程调用 exchange()，它将一直阻塞。
• 类型安全：通过泛型指定交换的数据类型，如 Exchanger<String>。
• 超时机制：可以使用带超时的 exchange(V x, long timeout, TimeUnit unit) 方法避免无限期等待。

实际应用场景

虽然 Exchanger 使用场景不如 CountDownLatch 或 Semaphore 那么广泛，但在某些特定场合非常有用，例如：

• 双缓冲数据处理：一个线程生成数据，另一个线程消费数据，通过 Exchanger 快速交换缓冲区。
• 校验与比对：两个线程分别计算结果，然后交换进行一致性校验。
• 测试环境模拟：在单元测试中模拟两个组件之间的数据交互。

注意事项

使用 Exchanger 时需注意以下几点：

• 不要在单线程中使用，否则会永远阻塞。
• 确保两个线程都能到达交换点，否则会造成死锁。
• 交换的是对象引用，若交换可变对象，需注意线程安全问题。

总结

通过本教程，你应该已经掌握了 Java Exchanger 的基本用法和适用场景。作为 Java 并发编程工具 中的一员，Exchanger 虽然小众，但在需要两个线程间高效、安全地交换数据时，它是非常优雅的解决方案。

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