Java并發(fā)編程中的Exchanger解析

更新時間：2023年11月30日 08:49:11 作者：MC-閏土

這篇文章主要介紹了Java并發(fā)編程中的Exchanger解析,Exchanger用于線程間數(shù)據(jù)的交換,它提供一個同步點,在這個同步點,兩個線程可以交換彼此的數(shù)據(jù),這兩個線程通過exchange方法交換數(shù)據(jù),如果第一個線程先執(zhí)行exchange()方法,需要的朋友可以參考下

概述

用于線程間數(shù)據(jù)的交換。它提供一個同步點，在這個同步點，兩個線程可以交換彼此的數(shù)據(jù)。這兩個線程通過exchange方法交換數(shù)據(jù)，如果第一個線程先執(zhí)行exchange()方法，它會一直等待第二個線程也執(zhí)行exchange方法，當兩個線程都到達同步點時，這兩個線程就可以交換數(shù)據(jù)，將本線程生產(chǎn)出來的數(shù)據(jù)傳遞給對方。

Exchanger 可被視為 SynchronousQueue 的雙向形式。Exchanger在遺傳算法和管道設計等應用中很有用。

內存一致性：對于通過 Exchanger 成功交換對象的每對線程，每個線程中在 exchange() 之前的操作 happen-before 從另一線程中相應的 exchange() 返回的后續(xù)操作。

方法

提供的方法：

    // 等待另一個線程到達此交換點（除非當前線程被中斷），然后將給定的對象傳送給該線程，并接收該線程的對象。
    public V exchange(V x) throws InterruptedException
    //增加超時機制，超過指定時間，拋TimeoutException異常
    public V exchange(V x, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, TimeoutException

使用示例

該類使用 Exchanger 在線程間交換緩沖區(qū)，因此，在需要時，填充緩沖區(qū)的線程獲取一個新騰空的緩沖區(qū)，并將填滿的緩沖區(qū)傳遞給清空緩沖區(qū)的線程。

class FillAndEmpty {
    Exchanger<DataBuffer> exchanger = new Exchanger<DataBuffer>();
    DataBuffer initialEmptyBuffer = ... a made-up type
    DataBuffer initialFullBuffer = ...
    
    //填充緩沖區(qū)線程
    class FillingLoop implements Runnable {
        public void run() {
            DataBuffer currentBuffer = initialEmptyBuffer;    //空的緩沖區(qū)
            try {
                while (currentBuffer != null) {
                    addToBuffer(currentBuffer);    //填充數(shù)據(jù)
                    //如果緩沖區(qū)被數(shù)據(jù)填滿，執(zhí)行exchange。等待清空緩沖區(qū)線程也執(zhí)行exchange方法。當兩個線程都到達同步點，交換數(shù)據(jù)。
                    if (currentBuffer.isFull())
                        currentBuffer = exchanger.exchange(currentBuffer);    
                }
            } catch (InterruptedException ex) { ... handle ... }
        }
    }
    
    //清空緩沖區(qū)線程
    class EmptyingLoop implements Runnable {
        public void run() {
            DataBuffer currentBuffer = initialFullBuffer;    //滿的緩沖區(qū)
            try {
                while (currentBuffer != null) {
                    takeFromBuffer(currentBuffer);    //清空緩沖區(qū)
                    //如果緩沖區(qū)被清空，執(zhí)行exchange。等待填充緩沖區(qū)線程也執(zhí)行exchange方法。當兩個線程都到達同步點，交換數(shù)據(jù)。
                    if (currentBuffer.isEmpty())
                        currentBuffer = exchanger.exchange(currentBuffer);
                }
            } catch (InterruptedException ex) { ... handle ...}
        }
    }
 
    void start() {
        new Thread(new FillingLoop()).start();
        new Thread(new EmptyingLoop()).start();
    }
}

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