Java交换器详解（深入浅出掌握Exchanger数据结构与并发编程）

Exchanger 的核心特点

• 仅支持两个线程之间的数据交换；
• 线程安全，无需额外同步；
• 适用于生产者-消费者模型中的缓冲区交换；
• 是java.util.concurrent包中重要的Java并发工具类之一。

Exchanger 使用示例

下面是一个简单的例子：两个线程分别准备一条消息，通过 Exchanger 交换后打印对方的消息。

import java.util.concurrent.Exchanger;public class ExchangerExample {    public static void main(String[] args) {        Exchanger<String> exchanger = new Exchanger<>();        // 线程1：准备消息A        Thread thread1 = new Thread(() -> {            try {                String data = "Hello from Thread-1";                System.out.println("Thread-1 准备发送: " + data);                String received = exchanger.exchange(data);                System.out.println("Thread-1 收到: " + received);            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        });        // 线程2：准备消息B        Thread thread2 = new Thread(() -> {            try {                String data = "Hi from Thread-2";                System.out.println("Thread-2 准备发送: " + data);                String received = exchanger.exchange(data);                System.out.println("Thread-2 收到: " + received);            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        });        thread1.start();        thread2.start();    }}

运行上述代码，你可能会看到如下输出：

Thread-1 准备发送: Hello from Thread-1Thread-2 准备发送: Hi from Thread-2Thread-1 收到: Hi from Thread-2Thread-2 收到: Hello from Thread-1

实际应用场景

Exchanger 常用于以下场景：

• 双缓冲机制：一个线程写入缓冲区A，另一个线程处理缓冲区B，处理完后交换缓冲区；
• 日志收集：一个线程生成日志，另一个线程批量写入磁盘，通过交换器传递日志列表；
• 数据校验：两个线程分别计算同一任务的结果，交换后比对一致性。

注意事项

使用 Exchanger 时需注意：

• 必须恰好有两个线程调用 exchange()，否则会一直阻塞；
• 可使用带超时的 exchange(V x, long timeout, TimeUnit unit) 避免无限等待；
• 不要在单线程或奇数个线程中使用，否则会导致死锁。

总结

通过本篇数据结构教程，我们深入学习了 Java 中 Exchanger 的工作原理和使用方法。作为重要的Java并发工具类，Exchanger 在特定场景下能极大简化线程间通信逻辑。掌握Java交换器的使用，不仅能提升你的并发编程能力，还能让你写出更高效、更安全的多线程程序。

希望这篇教程能帮助你轻松入门 Exchanger！如果你觉得有用，不妨动手试试文中的代码，加深理解。