交換者 Exchanger

1. 前言

本節帶領大家認識第五個常用的 Java 并發工具類之 Exchanger。

本節先介紹 Exchanger 工具類表達的概念和最基本用法，接著通過一個生活中的例子為大家解釋 Exchanger 工具類的使用場合，然后通過簡單的編碼實現此場景，最后帶領大家熟悉 Exchanger 工具類的其他重要方法。

下面我們正式開始介紹吧。

2. 概念解釋

Exchanger 表示 “交換者”，此工具類提供了兩個線程在某個時間點彼此交換信息的功能。使用 Exchanger 的重點是成對的線程使用 exchange () 方法，當一對線程都到達了同步點時，彼此會進行信息交換。我們通過一張圖可直觀了解其邏輯。

概念已經了解了，Exchanger 工具類最基本的用法是怎樣的呢？看下面。

3. 基本用法

// 創建一個 Exchanger 對象
Exchanger exchanger = new Exchanger();

// 線程1開始處理邏輯
...
// 線程1將自己的信息交換給線程2，并一直等待線程2的交換動作
exchanger.exchange("待交換信息");
// 線程1等到了線程2的交換結果后繼續處理后繼邏輯
...

// 線程2開始處理邏輯
...
// 線程2將自己的信息交換給線程2，并一直等待線程1的交換動作
exchanger.exchange("待交換信息");
// 線程2等到了線程1的交換結果后繼續處理后繼邏輯
...

是不是很簡單，那 Exchanger 應用在哪些場合比較合適呢？下面我們給出最常用的場景說明。

4. 常用場景

Exchanger 工具類提供了成對的線程彼此同步數據的場合。我們舉一個生活中的例子說明：快遞員為客戶派送物品，客戶要求訂單采用貨到付款的方式進行支付。當快遞員送貨上門后，出示收款二維碼（或者 POM 刷卡支付），客戶當面掃碼（或刷卡）支付。在這個例子中，快遞員交換出去的是貨物收到的是款項，而客戶正好相反。我們用 Exchanger 工具類簡單實現這個場景，請看下面代碼。

5. 場景案例

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Exchanger;

public class ExchangerTest {

    // 創建一個 Exchanger 對象
    private static Exchanger<Object> exchanger = new Exchanger();

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 模擬快遞員
        new Thread(() -> {
            System.out.println( Thread.currentThread().getName() + "送貨上門中...");
            // 模擬快遞送貨用時
            try {
                Thread.sleep(new Random().nextInt(10000));
            } catch (Exception e) {}
            System.out.println( Thread.currentThread().getName() + "貨物已經送到，等待客戶付款");
            // 進行貨款交換
            try {
                Object money = exchanger.exchange("快遞件");
                // 收到貨款
                System.out.println("已經收到貨款" + money + "，繼續下一單派送...");
            } catch (Exception e) {}
        }, "快遞員").start();

        // 模擬客戶
        new Thread(() -> {
            System.out.println( Thread.currentThread().getName() + "工作中...");
            // 模擬工作中用時
            try {
                Thread.sleep(new Random().nextInt(10000));
            } catch (Exception e) {}
            System.out.println( Thread.currentThread().getName() + "接到快遞員取件電話，貨物已經送到");
            try {
                // 進行貨款交換
                Object packagz = exchanger.exchange("1000元");
                // 收到貨款
                System.out.println("已經收到貨物" + packagz + "...");
            } catch (Exception e) {}
        }, "客戶").start();

    }
}

運行上面代碼，我們觀察一下運行結果。

快遞員送貨上門中...
客戶工作中...
快遞員貨物已經送到，等待客戶付款
客戶接到快遞員取件電話，貨物已經送到
已經收到貨物快遞件...
已經收到貨款1000元，繼續下一單派送...

觀察結果，和我們的預期一致。

6. 其他方法介紹

Exchanger 工具類的用法比較簡單，其提供了兩個 exchange 方法，除過上面代碼中使用的方法之外，其還對進行了重載。

exchange (V, timeout, TimeUnit) 方法。
允許設置交換等待的超時時間，當時間過后還未交換到需要的對方數據，則不再等待，繼續后繼邏輯執行。

7. 小結

本節通過一個簡單的例子，介紹了 Exchanger 的使用場景和基本用法。希望大家在學習過程中，多思考勤練習，早日掌握之。