关于Exechanger

一.Exechanger是什么

Exchanger 是 JDK 1.5 开始提供的一个用于两个工作线程之间交换信息数据的封装工具类，简单说就是一个线程在完成一定的事务后想与另一个线程交换数据，

则第一个先拿出数据的线程会一直等待第二个线程，直到第二个线程拿着数据到来时才能彼此交换对应数据。

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，当两个线程都到达同步点时，这两个线程就可以交换数据，将本线程生产出来的数据传递给对方。

因此使用Exchanger的重点是成对的线程使用exchange()方法，当有一对线程达到了同步点，就会进行交换数据。因此该工具类的线程对象是成对的。

 

二.Exechanger能做什么

类Exchanger可以使2个线程之间进行数据传输，它比生产者、消费者模式使用wait/notify要更加方便。

Exchanger使用场景：

（1）遗传算法：遗传算法里需要选出两个人作为交配对象，这时会交换两人的数据，并使用交叉规则得出两个人交配结果。

（2）用于校对工作：A、B同时录入数据，然后对A、B进行比较，看是否录入一致，保证数据正确性。

三.Exechanger原理

Exchanger类在处理交换时，如果只有一方到达，而另一方没有到达，先到的这一方会等待另一方到达，只有两方都到达，完成交换才能进行下一次的交换，

这有点类似约会的场景，但如果另一方一直不来，那么先到的一方可能永远不会停止，一直在等待，

正因为如此Exchanger也提供了可超时的等待策略，在指定的时间内如果另一方仍然不能赴约，自己可中断。

底层原理分析：

Exchanger类底层并不是太复杂，关键的技术有：

（1）使用CAS自旋指令完成数据交换；

（2）使用LockSupport的park方法使交换线程进入休眠等待， 使用LockSupport的unpark方法唤醒等待线程；

（3）此外还声明了一个Node对象用于存储交换数据。

1、方法：public V exchange(V x) throws InterruptedException

当这个方法被调用的时候，当前线程将会等待直到其他的线程调用同样的方法。当其他的线程调用exchange之后，当前线程将会继续执行。

在等待过程中，如果有其他的线程interrupt当前线程，则会抛出InterruptedException。

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

和第一个方法类似，区别是多了一个timeout时间。如果在timeout时间之内没有其他线程调用exchange方法，则会抛出TimeoutException。

四.Exechanger使用

Exchanger是在两个任务之间交换对象的栅栏，当这些任务进入栅栏时，它们各自拥有一个对象。当他们离开时，它们都拥有之前由对象持有的对象。

它典型的应用场景是：一个任务在创建对象，这些对象的生产代价很高昂，而另一个任务在消费这些对象。通过这种方式，可以有更多的对象在被创建的同时被消费。

例子一：

Exchanger可以用在校对数据。比如我们需要将纸制银流通过人工的方式录入成电子银行流水，为了避免错误，采用AB岗两人进行录入，录入到Excel之后，

系统需要加载这两个Excel，并对这两个Excel数据进行校对，看看是否录入的一致。

import java.util.concurrent.Exchanger;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ExchangerUserCase {

    private static final Exchanger<String> exgr = new Exchanger<String>();

    private static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(2);

    public static void main(String[] args) {

        threadPool.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    String A = "1000";// A录入银行流水数据
                    exgr.exchange(A);
                } catch (InterruptedException e) {
                }
            }
        });

        threadPool.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    String B = "2000";// B录入银行流水数据
                    String A = exgr.exchange("B");
                    System.out.println("A和B数据是否一致：" + A.equals(B) + ",A录入的是：" + A + ",B录入是：" + B);
                } catch (InterruptedException e) {
                }
            }
        });
        threadPool.shutdown();
    }
}

运行结果：

1 A和B数据是否一致：false,A录入的是：1000,B录入是：2000