交换者 Exchanger

1. 前言

本节带领大家认识第五个常用的 Java 并发工具类之 Exchanger。

本节先介绍 Exchanger 工具类表达的概念和最基本用法，接着通过一个生活中的例子为大家解释 Exchanger 工具类的使用场合，然后通过简单的编码实现此场景，最后带领大家熟悉 Exchanger 工具类的其他重要方法。

下面我们正式开始介绍吧。

2. 概念解释

Exchanger 表示 “交换者”，此工具类提供了两个线程在某个时间点彼此交换信息的功能。使用 Exchanger 的重点是成对的线程使用 exchange () 方法，当一对线程都到达了同步点时，彼此会进行信息交换。我们通过一张图可直观了解其逻辑。
图片描述
概念已经了解了，Exchanger 工具类最基本的用法是怎样的呢？看下面。

3. 基本用法

// 创建一个 Exchanger 对象
Exchanger exchanger = new Exchanger();

// 线程1开始处理逻辑
...
// 线程1将自己的信息交换给线程2，并一直等待线程2的交换动作
exchanger.exchange("待交换信息");
// 线程1等到了线程2的交换结果后继续处理后继逻辑
...

// 线程2开始处理逻辑
...
// 线程2将自己的信息交换给线程2，并一直等待线程1的交换动作
exchanger.exchange("待交换信息");
// 线程2等到了线程1的交换结果后继续处理后继逻辑
...

是不是很简单，那 Exchanger 应用在哪些场合比较合适呢？下面我们给出最常用的场景说明。

4. 常用场景

Exchanger 工具类提供了成对的线程彼此同步数据的场合。我们举一个生活中的例子说明：快递员为客户派送物品，客户要求订单采用货到付款的方式进行支付。当快递员送货上门后，出示收款二维码（或者 POM 刷卡支付），客户当面扫码（或刷卡）支付。在这个例子中，快递员交换出去的是货物收到的是款项，而客户正好相反。我们用 Exchanger 工具类简单实现这个场景，请看下面代码。

5. 场景案例

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

public class ExchangerTest {

    // 创建一个 Exchanger 对象
    private static Exchanger<Object> exchanger = new Exchanger();

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 模拟快递员
        new Thread(() -> {
            System.out.println( Thread.currentThread().getName() + "送货上门中...");
            // 模拟快递送货用时
            try {
                Thread.sleep(new Random().nextInt(10000));
            } catch (Exception e) {}
            System.out.println( Thread.currentThread().getName() + "货物已经送到，等待客户付款");
            // 进行货款交换
            try {
                Object money = exchanger.exchange("快递件");
                // 收到货款
                System.out.println("已经收到货款" + money + "，继续下一单派送...");
            } catch (Exception e) {}
        }, "快递员").start();

        // 模拟客户
        new Thread(() -> {
            System.out.println( Thread.currentThread().getName() + "工作中...");
            // 模拟工作中用时
            try {
                Thread.sleep(new Random().nextInt(10000));
            } catch (Exception e) {}
            System.out.println( Thread.currentThread().getName() + "接到快递员取件电话，货物已经送到");
            try {
                // 进行货款交换
                Object packagz = exchanger.exchange("1000元");
                // 收到货款
                System.out.println("已经收到货物" + packagz + "...");
            } catch (Exception e) {}
        }, "客户").start();

    }
}

运行上面代码，我们观察一下运行结果。

快递员送货上门中...
客户工作中...
快递员货物已经送到，等待客户付款
客户接到快递员取件电话，货物已经送到
已经收到货物快递件...
已经收到货款1000元，继续下一单派送...

观察结果，和我们的预期一致。

6. 其他方法介绍

Exchanger 工具类的用法比较简单，其提供了两个 exchange 方法，除过上面代码中使用的方法之外，其还对进行了重载。

exchange (V, timeout, TimeUnit) 方法。
允许设置交换等待的超时时间，当时间过后还未交换到需要的对方数据，则不再等待，继续后继逻辑执行。

7. 小结

本节通过一个简单的例子，介绍了 Exchanger 的使用场景和基本用法。希望大家在学习过程中，多思考勤练习，早日掌握之。