java并发工具类-Exchanger

Exchanger 简介

Exchange位于JUC包下面，主要是用于线程之间数据交换的工具类，经常用于管道设计和遗传算法中，Exchanger用于进行线程间的数据交换，它提供一个同步点，在这个同步点，两个线程可以交换彼此的数据。这两个线程通过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。

可以将Exchange看做是一个双向数据传输的SynchronousQueue。

此类提供对外的操作是同步的；
用于成对出现的线程之间交换数据；
可以视作双向的同步队列；
可应用于基因算法、流水线设计等场景。

Exchanger 提供的方法

构造方法

/**
   * Creates a new Exchanger.
   */
  public Exchanger() {
      participant = new Participant();
  }

创建一个新的Exchange。

主要方法

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：

等待另外一个线程到达此交换点（除非当前线程被中断），将给定的对象x传送给该线程，并且接收该线程的对象。

public V exchange(V x) throws InterruptedException

等待另外一个线程到达此交换点（除非当前线程被中断，或者超出了指定的等待时间），将指定的对象x传送给该线程，同时接收该线程的对象。

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

Exchanger的应用场景

Exchanger可以用于遗传算法，遗传算法里需要选出两个人作为交配对象，这时候会交换两人的数据，并使用交叉规则得出2个交配结果。

只要用于两个线程之间交换数据。

如果两个线程有一个没有到达exchange方法，则会一直等待,如果担心有特殊情况发生，避免一直等待，可以使用exchange(V x, long timeout, TimeUnit unit)设置最大等待时长。

案例

比如生活中两个人，一个人有零食，另一个人有钱，他们两个想等价交换，对好口号在某个地方相见，一个人先到了之后，必须等另一个人带着需要的东西来了之后，才能开始交换。

public class ExchangerTest {

    public static void main(String[] args) {
        Exchanger exchanger = new Exchanger();
        ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
        //线程1 拿着零食来交换
        service.submit(() -> {
            String data1 = "零食";
            System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() +
                    "正在把数据 " + data1 + " 换出去");
            String data2 = null;
            try {
                System.out.println("正在交换等待10s");
                Thread.sleep((long) Math.random() * 10000);
                //开始交换数
                data2 = (String) exchanger.exchange(data1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("线程 " + Thread.currentThread().getName() +
                    "换回的数据为 " + data2);

        });

        //线程2 拿着钱来交换
        service.submit(() -> {
            String data1 = "钱";
            System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() +
                    "正在把数据 " + data1 + " 交换出去");
            String data2 = null;
            try {
                System.out.println("正在交换等待10s");
                Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));
                //开始交换数
                data2 = (String) exchanger.exchange(data1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            System.out.println("线程 " + Thread.currentThread().getName() +
                    "交换回来的数据是: " + data2);

        });

        service.shutdown();

    }
}

输出

线程pool-1-thread-1正在把数据 零食 换出去
正在交换等待10s
线程pool-1-thread-2正在把数据 钱 交换出去
正在交换等待10s
线程 pool-1-thread-2交换回来的数据是: 零食
线程 pool-1-thread-1换回的数据为 钱