java中Exchanger的使用方法

# Java中Exchanger的使用方法

## 概述
Exchanger是Java并發包(`java.util.concurrent`)中的一個同步工具類，主要用于**兩個線程之間交換數據**。它提供了一個同步點，當兩個線程都到達這個點時，可以互相交換持有的數據。這種機制特別適用于**生產者-消費者模式**的變體場景。

## 核心方法
```java
// 構造方法
Exchanger<V>()

// 主要API
V exchange(V x) throws InterruptedException
V exchange(V x, long timeout, TimeUnit unit) 
    throws InterruptedException, TimeoutException

基礎使用示例

import java.util.concurrent.Exchanger;

public class ExchangerDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Exchanger<String> exchanger = new Exchanger<>();

        new Thread(() -> {
            try {
                String data = "Thread-A的數據";
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 準備交換: " + data);
                String received = exchanger.exchange(data);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 收到: " + received);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }, "Thread-A").start();

        new Thread(() -> {
            try {
                String data = "Thread-B的數據";
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 準備交換: " + data);
                String received = exchanger.exchange(data);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 收到: " + received);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }, "Thread-B").start();
    }
}

關鍵特性

1. 線程配對：必須成對使用，單獨線程調用exchange()會阻塞
2. 數據交換：交換的是對象的引用，需要注意線程安全問題
3. 超時機制：提供帶超時的exchange方法避免無限等待
4. 可重復使用：同一個Exchanger實例可多次進行數據交換

實際應用場景

1. 雙緩沖處理：兩個線程交替處理緩沖區
2. 流水線設計：生產者和消費者直接交換數據
3. 校對工作：兩個線程處理完數據后互相校對結果

注意事項

1. 只能用于兩個線程間的數據交換
2. 交換的數據對象應該是線程安全的或不可變的
3. 注意處理中斷異常和超時情況
4. 大量數據交換可能影響性能

擴展示例（帶超時）

try {
    String result = exchanger.exchange(data, 1, TimeUnit.SECONDS);
} catch (TimeoutException e) {
    System.out.println("交換數據超時");
}

總結

Exchanger提供了一種簡潔的線程間數據交換機制，雖然使用場景相對特定，但在需要精確控制兩個線程數據傳遞時非常有效。合理使用可以簡化某些并發場景的設計，但需要注意其線程配對特性和可能的阻塞問題。 “`