JavaExchanger类使用教程与示例解析

本篇文章主要是结合我之前面试的各种经历和实战开发中遇到的问题解决经验整理的，希望这篇《Java Exchanger类详解与使用示例》对你有很大帮助！欢迎收藏，分享给更多的需要的朋友学习~

Exchanger用于两个线程间交换数据，调用exchange()方法时双方阻塞直至完成数据交换，适用于双缓冲、任务结果互传等场景，支持超时机制避免无限等待，需注意仅限两线程使用以防配对混乱。

Exchanger 是 Java 并发包 java.util.concurrent 中的一个工具类，用于两个线程之间交换数据。它提供了一个同步点，两个线程可以在此处交换各自持有的对象。当一个线程调用 exchange() 方法时，它会等待另一个线程也调用该方法，然后两者交换数据并继续执行。

基本使用场景

Exchanger 适用于两个线程需要双向传递数据的场景，比如生产者和消费者之间批量交换缓冲区，或者两个协作线程交换任务结果。

关键方法是 exchange(V x)，它会阻塞直到另一个线程也调用 exchange()。

示例代码：

下面是一个简单的例子，两个线程分别生成数据，并通过 Exchanger 交换它们的内容：

import java.util.concurrent.Exchanger;

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

        new Thread(() -> {
            String data = "来自线程 A 的数据";
            try {
                System.out.println("线程 A 准备交换...");
                String received = exchanger.exchange(data);
                System.out.println("线程 A 接收到: " + received);
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
        }, "Thread-A").start();

        new Thread(() -> {
            String data = "来自线程 B 的数据";
            try {
                System.out.println("线程 B 准备交换...");
                String received = exchanger.exchange(data);
                System.out.println("线程 B 接收到: " + received);
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
        }, "Thread-B").start();
    }
}

输出可能为：

线程 A 准备交换...
线程 B 准备交换...
线程 A 接收到: 来自线程 B 的数据
线程 B 接收到: 来自线程 A 的数据

带超时的交换

Exchanger 还支持设置超时的 exchange 方法：exchange(V x, long timeout, TimeUnit unit)。如果在指定时间内没有另一个线程参与交换，会抛出 TimeoutException。

这适合对响应时间有要求的场景。

示例：使用超时机制

import java.util.concurrent.*;

new Thread(() -> {
    try {
        String result = exchanger.exchange("Data from C", 2, TimeUnit.SECONDS);
        System.out.println("线程 C 收到: " + result);
    } catch (InterruptedException | TimeoutException e) {
        System.out.println("线程 C 等待超时或被中断");
    }
}).start();

使用注意事项

Exchanger 只设计用于两个线程之间的数据交换。如果多个线程调用 exchange()，不能保证哪两个线程会配对成功，可能导致不可预期的行为。

• 确保只让两个线程使用同一个 Exchanger 实例进行配对交换。
• exchange() 方法是阻塞的，注意线程生命周期管理，避免死锁或无限等待。
• 交换的数据对象由开发者自行管理线程安全，Exchanger 本身不处理对象内部的并发问题。

基本上就这些。Exchanger 使用简单，但在特定协作场景下非常有用，比如双缓冲切换、线程间状态同步等。

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