裴珏的专栏

以下是java6中文API对Exchanger的解释:

可以在对中对元素进行配对和交换的线程的同步点。每个线程将条目上的某个方法呈现给 exchange 方法,与伙伴线程进行匹配,并且在返回时接收其伙伴的对象。Exchanger 可能被视为 SynchronousQueue 的双向形式。Exchanger 可能在应用程序(比如遗传算法和管道设计)中很有用。 用法示例:以下是重点介绍的一个类,该类使用 Exchanger 在线程间交换缓冲区,因此,在需要时,填充缓冲区的线程获取一个新腾空的缓冲区,并将填满的缓冲区传递给腾空缓冲区的线程。 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(); } }这个类有两个方法,分别是:

exchangepublic V exchange(V x)throws InterruptedException等待另一个线程到达此交换点(除非当前线程被中断),然后将给定的对象传送给该线程,并接收该线程的对象。 如果另一个线程已经在交换点等待,则出于线程调度目的,继续执行此线程,并接收当前线程传入的对象。当前线程立即返回,接收其他线程传递的交换对象。 如果还没有其他线程在交换点等待,则出于调度目的,禁用当前线程,且在发生以下两种情况之一前,该线程将一直处于休眠状态: 其他某个线程进入交换点;或者 其他某个线程中断当前线程。 如果当前线程: 在进入此方法时已经设置了该线程的中断状态;或者 在等待交换时被中断, 则抛出 InterruptedException,并且清除当前线程的已中断状态。 参数:x – 要交换的对象 返回:另一个线程提供的对象 抛出: InterruptedException – 如果当前线程在等待时被中断exchangepublic V exchange(V x,long timeout,TimeUnit unit)throws InterruptedException,TimeoutException等待另一个线程到达此交换点(除非当前线程被中断,或者超出了指定的等待时间),然后将给定的对象传送给该线程,同时接收该线程的对象。 如果另一个线程已经在交换点上等待,则出于线程调度目的,继续执行此线程,并接收当前线程传入的对象。当前线程立即返回,并接收其他线程传递的交换对象。 如果还没有其他线程在交换点等待,则出于调度目的,禁用当前线程,且在发生以下三种情况之一前,该线程将一直处于休眠状态: 其他某个线程进入交换点;或者 其他某个线程中断当前线程;或者 已超出指定的等待时间。 如果当前线程: 在进入此方法时已经设置其中断状态;或者 在等待交换时被中断, 则抛出 InterruptedException,并且清除当前线程的已中断状态。 如果超出指定的等待时间,则抛出 TimeoutException 异常。如果该时间小于等于零,则此方法根本不会等待。 参数:x – 要交换的对象timeout – 要等待的最长时间unit – timeout 参数的时间单位 返回:其他线程提供的对象 抛出: InterruptedException – 如果当前线程在等待时被中断 TimeoutException – 如果在另一个线程进入交换点之前已经到达指定的等待时间相信通过上述的描述对这个类的用法已经有了一定的认识,简而言之一句话:通过exchange方法把该方法参数指向的参数表述的数据结构进行数据交换,需要注意的是交换

后不是在原有地址即参数指向的地址修改数据,而是通过得到返回的新的指针空间来获得新的数据结构。这也就是为什么上述例子要:currentBuffer = exchanger.exchange(currentBuffer);这么表示,而不是

exchanger.exchange(currentBuffer);如此表示的原因。

Exchanger的应用场景是:只有一个生产者和消费者的生产消费场景。

我写了个例子来描述Exchanger的用法:

Producer:消费生产者,生产100条消息,,每10条消息传递给消费者,即交换数据结构

Consumer:消息消费者,消费生产者生产的消息,每10条消息消费一次,即交换数据结构一次

Core:程序入口:定义了buffer1、buffer2来储存消息数据和exchanger来交换数据

代码如下:

package com.ali.concurrency.exchanger;import java.util.List;import java.util.concurrent.Exchanger;public class Producer implements Runnable {private List<String> buffer;private final Exchanger<List<String>> exchanger;public Producer(List<String> buffer, Exchanger<List<String>> exchanger){this.buffer = buffer;this.exchanger = exchanger;}@Overridepublic void run() {for(int i = 0; i < 10; i ++){System.out.println("Producer cycle:" + (i+1));for(int j = 0; j < 10; j ++){String mess = "message:" + (i * 10) + j;System.out.println("produce:" + mess);buffer.add(mess);}try {buffer = exchanger.exchange(buffer);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}}package com.ali.concurrency.exchanger;import java.util.concurrent.Exchanger;import java.util.List;public class Consumer implements Runnable {private List<String> buffer;private final Exchanger<List<String>> exchanger;public Consumer(List<String> buffer, Exchanger<List<String>> exchanger){this.buffer = buffer;this.exchanger = exchanger;}@Overridepublic void run() {for(int i = 0; i < 10; i ++){System.out.println("Consumer cycle:" + (i+1));try {buffer = exchanger.exchange(buffer);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}for(int j = 0; j < 10; j ++){String mess = buffer.get(0);System.out.println("consume:" + mess);buffer.remove(0);}}}}package com.ali.concurrency.exchanger;import java.util.List;import java.util.ArrayList;import java.util.concurrent.Exchanger;public class Core {public static void main(String[] args){List<String> buffer1 = new ArrayList<String>();List<String> buffer2 = new ArrayList<String>();Exchanger<List<String>> exchanger = new Exchanger<List<String>>();Producer producer = new Producer(buffer1,exchanger);Consumer consumer = new Consumer(buffer2,exchanger);Thread producerThread = new Thread(producer);Thread consumerThread = new Thread(consumer);producerThread.start();consumerThread.start();}}有这么几个需要注意的地方:

1、为什么Producer和Consumer中的buffer对象不设置成final;这个原因在上边我们已经解释过;

2、为什么Consumer消费的时候要

for(int j = 0; j < 10; j ++){String mess = buffer.get(0);System.out.println("consume:" + mess);buffer.remove(0);}这么写

而不是

for(int j = 0; j < 10; j ++){String mess = buffer.get(j);System.out.println("consume:" + mess);buffer.remove(j);}这么写。

效果只能是既费时又没有胜利,再聪慧的人也没法成学。

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