併發工具類（四）線程間的交換數據 Exchanger

時間 2019-12-17

標籤併發工具線程交換數據 exchanger 简体版

原文原文鏈接

前言

JDK中爲了處理線程之間的同步問題，除了提供鎖機制以外，還提供了幾個很是有用的併發工具類：CountDownLatch、CyclicBarrier、Semphore、Exchanger、Phaser；
CountDownLatch、CyclicBarrier、Semphore、Phaser 這四個工具類提供一種併發流程的控制手段；而Exchanger工具類則提供了在線程之間交換數據的一種手段。java

簡介

Exchanger的功能是使2個線程之間交換數據（有很多文章的說法是「傳輸數據」，應該叫「交換數據」更合適，由於這是兩個線程都要向對方傳送數據，同時也獲取對方的傳送過來的數據，是雙向模式，並非一個線程向另外一個線程傳輸數據）。它比生產者/消費者模式使用的wait/notify要更加方便。
Exchanger 提供一個同步點，在這個同步點處，兩個線程能夠交換彼此數據。即一個線程調用了exchange( )方法交換數據，到達了同步點，而後就會一直阻塞等待另外一個線程調用exchange( )方法來交換數據。因此，要注意exchange( )方法是有阻塞的特性。
Exchanger 可能在應用程序（好比遺傳算法和管道設計）中頗有用。算法

方法摘要

public V exchange(V x) throws InterruptedException
等待另外一個線程到達此交換點（除非當前線程被中斷），而後將給定的對象傳送給該線程，並接收該線程的對象。
public V exchange(V x, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, TimeoutException
等待另外一個線程到達此交換點（除非當前線程被中斷，或者超出了指定的等待時間），而後將給定的對象傳送給該線程，同時接收該線程的對
編程

@ Example1 用法示例

如下是重點介紹的一個類，該類使用 Exchanger 在線程間交換緩衝區，所以，在須要時，填充緩衝區的線程獲取一個新騰空的緩衝區，並將填滿的緩衝區傳遞給騰空緩衝區的線程併發

class FillAndEmpty {
   Exchanger<DataBuffer> exchanger = new Exchanger<DataBuffer>();
   DataBuffer initialEmptyBuffer = ... a made-up type
   DataBuffer initialFullBuffer = ...

   class FillingLoop implements Runnable {
     public void run() {
       DataBuffer currentBuffer = initialEmptyBuffer;
       try {
         while (currentBuffer != null) {
           addToBuffer(currentBuffer);
           if (currentBuffer.isFull())
             currentBuffer = exchanger.exchange(currentBuffer);
         }
       } catch (InterruptedException ex) { ... handle ... }
     }
   }

   class EmptyingLoop implements Runnable {
     public void run() {
       DataBuffer currentBuffer = initialFullBuffer;
       try {
         while (currentBuffer != null) {
           takeFromBuffer(currentBuffer);
           if (currentBuffer.isEmpty())
             currentBuffer = exchanger.exchange(currentBuffer);
         }
       } catch (InterruptedException ex) { ... handle ...}
     }
   }

   void start() {
     new Thread(new FillingLoop()).start();
     new Thread(new EmptyingLoop()).start();
   }
  }

@ Example2 應用場景示例

Exchanger能夠用於遺傳算法，遺傳算法裏須要選出兩我的做爲交配對象，這時候會交換兩人的數據，並使用交叉規則得出2個交配結果。
Exchanger也能夠用於校對工做。好比咱們須要將紙製銀流經過人工的方式錄入成電子銀行流水，爲了不錯誤，採用AB崗兩人進行錄入，錄入到Excel以後，系統須要加載這兩個Excel，並對這兩個Excel數據進行校對，看看是否錄入的一致。代碼以下：ide

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 = "銀行流水A";// A錄入銀行流水數據
                        exgr.exchange(A);//同步點，交換數據
                    } catch (InterruptedException e) {
                    }
                }
            });

            threadPool.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        String B = "銀行流水B";// B錄入銀行流水數據
                        String A = exgr.exchange("B");//同步點，交換數據
                        System.out.println("A和B數據是否一致：" + A.equals(B) + "\nA錄入的是："+ A + "\nB錄入的是：" + B);
                    } catch (InterruptedException e) {
                    }
                }
            });

            threadPool.shutdown();
}

運行結果：工具