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面了个 5年 Java，两个线程进行数据交换都不会，我真是醉了

Java 数据交换

2022-06-12 18:35经验技巧

面试总结

最近面试了一个人 5 年经验的 Java 程序员，简历和个人介绍都提到了精通 Java 多线程，于是我就问了几个多线程方面的问题：

1、实现多线程有哪几种方式，如何返回结果？

2、多个线程如何实现顺序访问？

3、两个线程如何进行数据交换？

4、如何统计 5 个线程的运行总耗时？

5、如何将一个任务拆分成多个子任务执行，最后合并结果？

大概问了他这几个问题，答得并不是太好，3、4、5 题都没有真正答上来，其实这几个问题在 JDK 包中都有答案，但他给的是他个人临时思考的方案，而且我个人觉得可能行不通。

工作 5 年了，这几个题都答不好，有点说不过去，我真是醉了。。

其中，1、2、4、5 题我都在公众号Java技术栈分享过相关的教程，也都在Java面试库小程序上整理好了，最近面试的看看，今天就分享一下第 3 题的参考答案。

第 3 题也是通过 JDK 中的 java.util.concurrent.Exchanger 类似来实现的，并不需要我们重复造轮子，这个工具类在 JDK 1.5 中就已经引入了，并不是什幺 "新特性"。

Exchanger 简介

Exchanger 就是线程之间的数据交换器，只能用于两个线程之间的数据交换。

Exchanger 提供了两个公开的方法：

1、只带泛型 V（交换的数据对象）的方法，线程一直阻塞，直到其他任意线程和它交换数据，或者被线程中断；线程中断也是一门学问，栈长在公众号Java技术栈已经分享过，可在公众号搜索阅读；

2、另外一个带时间的方法，如果超过设置时间还没有线程和它交换数据，就会抛出 TimeoutException 异常；

Exchanger 实战

简单数据交换

来一个两个线程正常数据交换的简单示例：

private static void test1() {
    Exchanger exchanger = new Exchanger();

    new Thread(() -> {
        try {
            Object data = "-公众号Java技术栈AAA";
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + data);

            // 开始交换数据
            data = exchanger.exchange(data);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + data);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }).start();

    new Thread(() -> {
        try {
            Object data = "-公众号Java技术栈BBB";
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + data);

            // 开始交换数据
            data = exchanger.exchange(data);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + data);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }).start();
}

这段代码的逻辑：

1、创建并启动两个线程；

2、进行数据交换前先打印出自己线程的数据；

3、进行数据交换；

4、打印数据交换之后的数据；

输出结果：

从结果可以看出，线程 0、1 分别先打印出 A、B，数据交换之后，打印出了 B、A，数据交换正常！

超时数据交换

上面演示了两个线程的正常交换，下面再来一个带超时的示例：

private static void test2() {
    Exchanger exchanger = new Exchanger();

    new Thread(() -> {
        try {
            Object data = "-公众号Java技术栈AAA";
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + data);

            // 开始交换数据
            data = exchanger.exchange(data, 3000L, TimeUnit.MILLISECONDS);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + data);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }).start();
}

现在只启动了一个线程，并且设置了超时时间 3 秒。

输出结果：

首先线程输出了自己的数据，然后 3 秒后，并没有其他线程和它交换数据，所以抛出了超时异常，最后线程结束运行。

本文所有案例源代码已经上传：https://github.com/javastacks/javastack

中断数据交换

线程开始交换数据后，会一直阻塞直到其他任意线程和它交换数据，或者被中断、超时，上面演示了超时，下面这个示例演示一下中断。

private static void test3() {
    Exchanger exchanger = new Exchanger();

    new Thread(() -> {
        try {
            Object data = "-公众号Java技术栈AAA";
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + data);

            // 开始交换数据
            data = exchanger.exchange(data);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + data);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }).start();
}

结果输出：

默认情况下不带超时设置会一直阻塞运行中……

现在我再加入一段中断的逻辑：

private static void test3() throws InterruptedException {
    Exchanger exchanger = new Exchanger();

    Thread thread = new Thread(() -> {
        try {
            Object data = "-公众号Java技术栈AAA";
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + data);

            // 开始交换数据
            data = exchanger.exchange(data);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + data);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    });

    thread.start();

    // 线程中断
    Thread.sleep(3000L);
    thread.interrupt();
}

主线程休眠 3 秒后，中断该线程。

输出结果：

输出结果 3 秒后，线程被中断了，抛出了中断异常，线程也停止阻塞，最后线程结束运行。

两两数据交换

另外需要知道是，Exchanger 只能用于两个线程之间的数据交换，一个线程开启数据交换之后，会阻塞直到其他任意线程同样开启数据交换达到交换点。

最后来个示例，开启 10 个线程，看它们是怎幺两两交换的：

private static void test4() {
    Exchanger exchanger = new Exchanger();

    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        Integer data = i;
        new Thread(() -> {
            try {
                Object exchange = exchanger.exchange(data);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-" + exchange);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }, "Java技术栈" + i).start();
    }
}

输出结果：