Java线程--Exchanger交换器

Exchanger交换器

目录

Exchanger交换器

Exchanger概念 

Exchanger示例 

Exchanger和Semaphore区别 

 借花献佛

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Exchanger概念 

上图业务场景描述：A有球，想要和B的鱼交互，整个交互过程描述如下：

A在准备素材，球，准备的比较快，然后就发出交换诉求，exchange(球)，发现B还没带着鱼来，就阻塞在这里。B这时还在钓鱼，等B钓到鱼后，立马发出交换诉求，exchange(鱼)，发现A阻塞在那里了，就把A唤醒，然后两人互换了东西，A拥有了鱼，B拥有了球。

 

A synchronization point at which threads can pair and swap elements within pairs. Each thread presents some object on entry to the exchange method, matches with a partner thread, and receives its partner's object on return. An Exchanger may be viewed as a bidirectional form of a SynchronousQueue. Exchangers may be useful in applications such as genetic algorithms and pipeline designs.

    在以上的描述中，有几个要点：

• 交换值是同步的；
• 成对的线程之间交换数据；
• 可看成是双向的同步队列；
• 可应用于演算法、流水线设计；

Exchanger类中的主要方法就是：exchange(V x)方法，成对的两个线程之间，都调用了该方法，就能在两个线程彼此都准备好数据后，成功的交换数据给对方，然后各自返回。如果想支持成对的两个线程之间，一个没耐性，等的时间过长，或者被打断了就不交换数据了，可以使用exchange(V x, long timeout, TimeUnit unit)方法。

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Exchanger示例 

import java.util.concurrent.*;
import java.util.concurrent.locks.*;
import java.util.concurrent.atomic.*;

//球线程
class BallTask implements Runnable
{
    private Exchanger e;
    public BallTask(Exchanger e){
	this.e = e;
    }

    public void run(){
	try{
	    long sleepTime = (long)(Math.random() * 2500) ;
	    String tName = Thread.currentThread().getName();
	    System.out.println(tName+"正在买球,用时["+sleepTime+"]才买到球,赶紧去换鱼...");
	    Thread.sleep(sleepTime);
	    String str = e.exchange(tName+":的球");
	    System.out.println("【"+tName+":的球】换到了-->【"+str+"】");
	}
	catch(Exception e){
	}
	finally{
	}
    }
}


//鱼线程
class FishTask implements Runnable
{
    private Exchanger e;
    public FishTask(Exchanger e){
	this.e = e;
    }

    public void run(){
	try{
	    long sleepTime = (long)(Math.random() * 2500) ;
            String tName = Thread.currentThread().getName();
	    System.out.println(tName+"正在钓鱼,用时["+sleepTime+"]才钓到鱼,赶紧去换球...");
	    Thread.sleep(sleepTime);
	    String str = e.exchange(tName+":的鱼");
	    System.out.println("【"+tName+":的鱼】换到了-->【"+str+"】");
	}
	catch(Exception e){
	}
	finally{
	}
    }
}

public class ExchangerTest
{
    public static void main(String[] args) 
    {
	Exchanger e = new Exchanger();

	BallTask bTask = new BallTask(e);		//任务：球线程
	FishTask fTask = new FishTask(e);		//任务：鱼线程

	Thread bThread = new Thread(bTask,"Ball");
	Thread fThread = new Thread(fTask,"Fish");

	bThread.start();
	fThread.start();

	System.out.println("我是主线程,准备看看你们交易情况...\n\r");

	try{
	    bThread.join();
	    fThread.join();
	}catch(Exception ep){}

	System.out.println("\n\r我是主线程,已看到你们的交易结果...");
    }
}

程序运行结果如下：

我是主线程,准备看看你们交易情况...

Ball正在买球,用时[88]才买到球,赶紧去换鱼...
Fish正在钓鱼,用时[2215]才钓到鱼,赶紧去换球...

【Fish:的鱼】换到了-->【Ball:的球】
【Ball:的球】 换到了-->【Fish:的鱼】

我是主线程,已看到你们的交易结果...

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Exchanger和Semaphore区别 

Exchanger交换器和Semaphore信号量在关于生产者消费者《产1消1模式》运用的区别：

• Exchanger交换器：成对的两个线程，各个线程有各个线程的自己数据V，A线程拥有V1，B线程拥有V2，V1<...>V2互换。 
• Semaphore信号量：成对的两个线程，只需一个数据池即可，生产者生产数据注入数据池，消费者从数据池取走数据消费。
• Exchanger交换器：两个线程之间的通讯仅仅一个Exchanger实例即可。
• Semaphore信号量：两个线程之间的通讯需要两个信号量，生产信号指示灯，消费信号指示灯。
• Exchanger和Semaphore的共同点：两个线程之间需要同步通讯。生产的过快，没用，必须等消费完了，才能进行下一生产1；同理，消费的过快，也没用，必须等生产完了，才能进行下一消费1。

 借花献佛

摘自博客（http://brokendreams.iteye.com/blog/2253956）

其实就是”我”和”你”(可能有多个”我”，多个”你”)在一个叫Slot的地方做交易(一手交钱，一手交货)，过程分以下步骤：

1。我先到一个叫做Slot的交易场所交易，发现你已经到了，那我就尝试喊你交易，如果你回应了我，决定和我交易那么进入第2步；如果别人抢先一步把你喊走了，那我就进入第5步。

2。我拿出钱交给你，你可能会接收我的钱，然后把货给我，交易结束；也可能嫌我掏钱太慢(超时)或者接个电话(中断)，TM的不卖了，走了，那我只能再找别人买货了(从头开始)。

3。我到交易地点的时候，你不在，那我先尝试把这个交易点给占了(一屁股做凳子上…)，如果我成功抢占了单间(交易点)，那就坐这儿等着你拿货来交易，进入第4步；如果被别人抢座了，那我只能在找别的地方儿了，进入第5步。

4。你拿着货来了，喊我交易，然后完成交易；也可能我等了好长时间你都没来，我不等了，继续找别人交易去，走的时候我看了一眼，一共没多少人，弄了这么多单间(交易地点Slot)，太TM浪费了，我喊来交易地点管理员：一共也没几个人，搞这么多单间儿干毛，给哥撤一个！。然后再找别人买货(从头开始)；或者我老大给我打了个电话，不让我买货了(中断)。

5。我跑去喊管理员，尼玛，就一个坑交易个毛啊，然后管理在一个更加开阔的地方开辟了好多个单间，然后我就挨个来看每个单间是否有人。如果有人我就问他是否可以交易，如果回应了我，那我就进入第2步。如果我没有人，那我就占着这个单间等其他人来交易，进入第4步。 

6。如果我尝试了几次都没有成功，我就会认为，是不是我TM选的这个单间风水不好？不行，得换个地儿继续(从头开始)；如果我尝试了多次发现还没有成功，怒了，把管理员喊来：给哥再开一个单间(Slot)，加一个凳子，这么多人就这么几个破凳子够谁用！