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并发大戏再添新丁:揭秘 Java 并发工具类 Exchanger

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携手探索 Java 并发秘籍:深入浅析 Exchanger

从探索 CyclicBarrier、CountDownLatch 到领略 Semaphore 的风采,我们又迎来了一位并发的“武林高手”——Exchanger。接下来,就让我们携手“死磕” Java 并发,一起探秘 Exchanger 的奥秘!

在并发编程的江湖中,Exchanger 堪称“武功”最简单,却又最令人费解的“高手”。它的简单之处在于其清晰的 API 接口,而复杂性则体现在其内部实现的玄妙。

一、揭开 Exchanger 的神秘面纱

Exchanger,顾名思义,就是交换者。它的作用是允许两个线程相互交换数据。这两个线程会同时调用 Exchanger 的 exchange() 方法,并传入各自想要交换的数据。随后,这两个线程会阻塞,直到对方也调用了 exchange() 方法。当两个线程都准备好进行交换时,它们会同时获取对方传入的数据,并继续执行。

二、理解 Exchanger 的使用场景

Exchanger 的使用场景十分广泛,例如:

  • 生产者-消费者模型: 生产者线程将数据放入 Exchanger 中,而消费者线程从 Exchanger 中取出数据。
  • 线程间数据传递: 两个线程需要交换数据时,可以使用 Exchanger 来实现。
  • 任务协调: Exchanger 可以用于协调两个线程的任务执行顺序。

三、实战演练:Exchange 的妙用

让我们通过一个简单的例子来了解如何使用 Exchanger:

import java.util.concurrent.Exchanger;

public class ExchangeDemo {

    public static void main(String[] args) {
        Exchanger<Integer> exchanger = new Exchanger<>();

        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            try {
                System.out.println("线程 1 放入数据:5");
                Integer result = exchanger.exchange(5);
                System.out.println("线程 1 获取数据:" + result);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            try {
                System.out.println("线程 2 放入数据:10");
                Integer result = exchanger.exchange(10);
                System.out.println("线程 2 获取数据:" + result);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });

        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

在该示例中,两个线程分别放入数据 5 和 10,并通过 Exchanger 进行交换。最终,线程 1 获取到数据 10,而线程 2 获取到数据 5。

四、进阶探索:Exchanger 的底层实现

Exchanger 的底层实现基于一个同步队列。当一个线程调用 exchange() 方法时,它会将自己的数据放入队列中,并等待另一个线程调用 exchange() 方法。当另一个线程也调用了 exchange() 方法时,两个线程会同时从队列中取出对方的数据。

五、总结

Exchanger 是 Java 并发编程中一个强大的工具,它可以方便地实现线程间的数据交换。通过深入理解 Exchanger 的使用场景、用法和底层实现,我们可以更熟练地运用它来解决实际问题。