exchanger

大家好，如果您在并發(fā)Java應(yīng)用程序中工作，那么您可能聽(tīng)說(shuō)過(guò)java.util.concurrent包的Exchanger類。 Java中的Exchanger是Java 1.5中與CountDownLatch ， CyclicBarrier和Semaphores一起引入的另一個(gè)并發(fā)或同步實(shí)用程序。 顧名思義， Exchanger允許兩個(gè)線程在集合點(diǎn)或集合點(diǎn)見(jiàn)面并交換數(shù)據(jù)。 的
java.util.Exchanger是一個(gè)參數(shù)類，它定義并保存要交換的對(duì)象的類型。 它有一個(gè)重載的方法，稱為
exchange() ，用于在線程之間交換對(duì)象。 這是一種阻塞方法，這意味著線程將調(diào)用 exchange()方法在交換點(diǎn)等待，直到另一個(gè)線程到達(dá)。 一旦另一個(gè)線程到達(dá)，兩個(gè)線程都交換對(duì)象并從該方法返回。 交換方法的重載版本接受其他 TimeUnit對(duì)象并等待直到超時(shí)。

順便說(shuō)一句，您還可以中斷在交換點(diǎn)等待其他參與者的線程。 與CountDownLatch ， CyclicBarrier或Semaphore ， Exchanger實(shí)用程序只能同步兩個(gè)線程，這使其非常適合解決經(jīng)典的生產(chǎn)者－消費(fèi)者問(wèn)題 。

在本Java Concurrency教程中，您將通過(guò)使用Exchanger實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者－消費(fèi)者設(shè)計(jì)模式來(lái)學(xué)習(xí)如何在Java中使用Exchanger。 順便說(shuō)一句，我假設(shè)您熟悉Java編程語(yǔ)法和語(yǔ)義，如果您是Java的完整入門者，那么您可能會(huì)很難理解這個(gè)示例。

Exchanger類是一個(gè)易于理解和使用的簡(jiǎn)單同步實(shí)用程序。 在最后的兩個(gè)并發(fā)教程中，我們使用了wait和notify解決了生產(chǎn)者使用者（請(qǐng)參閱此處 ），還使用BlockingQueue實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)者－消費(fèi)者 ，現(xiàn)在該使用Exchanger來(lái)實(shí)現(xiàn)了。

在此Java并發(fā)性教程中， 我們將創(chuàng)建一個(gè)生產(chǎn)者和一個(gè)消費(fèi)者線程 ，它們將使用Exchanger實(shí)用程序類交換緩沖區(qū)。

通常，這是Exchanger的工作方式：

1.首先創(chuàng)建一個(gè)Exchange對(duì)象，例如Exchanger<Deque<Long>> stringExchanger = new Exchanger<>() ； 這定義了線程之間將交換什么類型的對(duì)象。 在這種情況下，兩個(gè)線程將交換包含長(zhǎng)值的Deque對(duì)象。

2.當(dāng)線程A準(zhǔn)備交換其緩沖區(qū)或?qū)ο髸r(shí)，它將調(diào)用
Exchanger.exchange()方法。 這是一種阻塞方法 ， 線程A將被阻塞，直到線程B到來(lái)并將其對(duì)象傳輸?shù)骄€程A 為止，否則線程A被中斷或超時(shí)。

3.線程B準(zhǔn)備就緒時(shí)，它還會(huì)調(diào)用exchange()方法。 現(xiàn)在，線程A和B互相交換對(duì)象，并從交換方法返回。

4.交換完成后，線程A具有線程B的對(duì)象，反之亦然。

同樣，我想強(qiáng)調(diào)Java并發(fā)技能的重要性，并敦促每個(gè)Java開(kāi)發(fā)人員花一些時(shí)間來(lái)掌握J(rèn)ava并發(fā)類。

帶有Exchanger并發(fā)的Java程序

import java.util.ArrayDeque; import java.util.Deque; import java.util.concurrent.Exchanger; ? /** * Exchanger Example in Java. Exchanger allows two Threads to meet at exchange * point and exchange data structure or objects. In this Java program, exchanger * is used to exchange buffer between producer and consumer. ?* @author Javin Paul ?*/ ? public class JavaExchangerTutorail { ???public static void main(String args[]) throws InterruptedException { ??//Creating Exchanger to exchange String object with other thread final Exchanger> exchanger = new Exchanger>(); ??Thread producer = new Thread( "Producer : " ){ ?@Override public void run(){ ?ArrayDeque(); Deque stack = new ArrayDeque(); ?//producer thread insert elments into stack while (stack.isEmpty()) { ?stack.add(System.nanoTime()% 1000 ); //if stack is not empty then exchange it to consumer thread ?try { ?System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " ready to exchange : " + stack); <br> // Exchanger return other Thread's object stack = exchanger.exchange(stack); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " got : " + stack); ?} catch (InterruptedException ie) { ie.printStackTrace(); } (InterruptedException ie) { ie.printStackTrace(); } ?} ?} ?}; ???Thread consumer = new Thread( "Consumer : " ){ ?@Override ?public void run(){ ?ArrayDeque(); Deque stack = new ArrayDeque(); ??//consumer thread takes object from stack and prints ?do { //if stack is empty then exchange it to producer for refill try { ?System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " ready to exchange : " + stack); stack = exchanger.exchange(stack); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " got : " + stack); stack.remove(); ?} catch (InterruptedException ie) { ie.printStackTrace(); } (InterruptedException ie) { ie.printStackTrace(); } ?} while (stack.isEmpty()) ; ???} ?}; ???producer.start(); <br> //sleeping before starting consumer to give producer time to produce Thread.sleep( 1000 ); consumer.start(); ???} ??? } ??? Output: ? Producer : ready to exchange : [ 247 ] ? Consumer : ready to exchange : [] ? Producer : got : [] ? Consumer : got : [ 247 ] ? Producer : ready to exchange : [ 692 ] ? Consumer : ready to exchange : [] ? Consumer : got : [ 692 ] ? Consumer : ready to exchange : [] ? Producer : got : [] <br>

代碼和輸出說(shuō)明

如果看上面的示例，所有代碼都在main方法內(nèi)部。 之所以使Exchanger實(shí)例成為最終實(shí)例，是因?yàn)槲覀円獜哪涿麅?nèi)部類訪問(wèn)它們，并且只能從匿名內(nèi)部類訪問(wèn)最終局部變量。

后來(lái)，我們創(chuàng)建了兩個(gè)線程， Producer和Consumer 。 生產(chǎn)者檢查隊(duì)列，如果隊(duì)列為空，則將當(dāng)前nano time的最后三位相加并調(diào)用exchange（）方法。

現(xiàn)在，直到消費(fèi)者線程到達(dá)交換點(diǎn)，我的意思是直到生產(chǎn)者線程調(diào)用exchange（）方法，生產(chǎn)者線程才會(huì)被阻塞。

消費(fèi)者到達(dá)后，雙方互相交換堆棧并從exchange（）方法返回。 這時(shí)，生產(chǎn)者有一個(gè)空的消費(fèi)者堆棧，而消費(fèi)者有一個(gè)非空的生產(chǎn)者堆棧，我的意思是，他們有彼此的對(duì)象 。

為了理解哪個(gè)線程正在交換哪個(gè)堆棧，我們?cè)诿總€(gè)線程交換之前和之后打印堆棧的內(nèi)容。 如果您查看輸出，這是不言自明的。

順便提一下，與線程一樣，不能保證以相同的順序獲得輸出。 在第三次迭代中，您可以看到使用者具有一個(gè)已清空的堆棧，甚至可以在安排生產(chǎn)者線程并從交換方法返回之前，準(zhǔn)備交換空堆棧。

這就是如何在Java中使用Exchanger的全部?jī)?nèi)容。 交換器類是一個(gè)很好的簡(jiǎn)單同步工具，非常適合于協(xié)調(diào)兩個(gè)線程。 應(yīng)該使用交換器來(lái)實(shí)現(xiàn)具有一個(gè)生產(chǎn)者和一個(gè)消費(fèi)者的生產(chǎn)者-消費(fèi)者模式。 如果您想了解有關(guān)Java并發(fā)類的更多信息，建議您檢查以下資源：

進(jìn)階學(xué)習(xí)

完整的Java Masterclass Java多線程，并發(fā)和性能優(yōu)化 Java并發(fā)實(shí)踐–本書(shū) 將并發(fā)和多線程應(yīng)用于常見(jiàn)的Java模式

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翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2020/05/how-to-use-exchanger-in-java-with-example.html

exchanger

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的exchanger_如何通过示例在Java中使用Exchanger的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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