Java 标准库 API 系列之 Exchanger

作为一名 java 程序员，熟练掌握 java 提供的标准库是非常必要的，所以有了 Java 标准库 API 系列文章来介绍 java 标准库里的一些常用的工具类，了解这些标准库可以从中学习到大神贡献给 java 的优良的代码和理解一些操作系统的原理，例如并发等等。。。

本文会介绍 juc 包下的 Exchanger 类。

java.util.concurrent 包是 Java 5.0 提供的并发工具包(简称 JUC)包, 主要有原子操作 CAS，锁机制 AQS（可重入锁，闭锁，屏障锁等）， 并发集合（Map，Queue 等），线程池（线程池执行器，调度线程池执行器和执行器），Exchanger 是 Java 中的一个同步工具类，它提供了一个同步点，允许两个线程在这个同步点交换数据。Exchanger 实现了一种简单的交换数据模型，可以用于解决线程间通信和同步的问题。

Exchanger 的常用方法有两个：

• exchange(V x)：交换数据，当前线程将数据 x 交换给另一个线程，同时等待另一个线程返回的数据；
• exchange(V x, long timeout, TimeUnit unit)：在指定时间内交换数据，当前线程将数据 x 交换给另一个线程，同时等待另一个线程返回的数据，如果在指定时间内没有收到返回的数据，则返回 null。

以下是一个使用 Exchanger 进行线程间通信的示例代码：

import java.util.concurrent.Exchanger;

public class ExchangerExample {
    private static Exchanger<String> exchanger = new Exchanger<>();

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            String data = "Hello from Thread 1";
            try {
                String receivedData = exchanger.exchange(data);
                System.out.println("Thread 1 received data: " + receivedData);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            String data = "Hello from Thread 2";
            try {
                String receivedData = exchanger.exchange(data);
                System.out.println("Thread 2 received data: " + receivedData);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });

        t1.start();
        t2.start();
	t1.join();
        t2.join();
    }
}

在上述代码中，ExchangerExample 类中的 exchanger 变量是一个 Exchanger 对象，用于在两个线程之间交换数据。在 main()方法中，创建了两个线程 t1 和 t2，分别使用 exchanger.exchange()方法交换数据。当一个线程调用 exchange()方法时，它会阻塞等待另一个线程到达同一个同步点，并将数据交换给它。当两个线程都调用了 exchange()方法后，它们都会继续执行，并使用另一个线程返回的数据。

需要注意的是，Exchanger 只能用于两个线程之间的数据交换，如果需要在多个线程之间交换数据，需要使用其他同步工具类，如 Semaphore、CyclicBarrier、CountDownLatch 等。这些 api 也会在后续 Java 标准库 API 系列的其他文章中得到介绍，敬请关注。