#我的宝藏兴趣#

大家好，我是你们熟悉的技术探险家小米，今年31岁，一个爱写代码、爱分享、也爱讲故事的程序员大哥哥～

今天要和大家聊一个我社招面试中遇到的“冷门又经典”的Java并发小知识：Exchanger。

别走开，不是什么冷冰冰的API文档！咱们讲个故事，从一场“线程之间的神秘交易”说起。

一场线程之间的秘密交易

那是一个阳光明媚的早晨，我照常打开电脑，一边喝着手冲咖啡一边准备面试。一位朋友推荐我去面一家做高并发电商系统的公司，说他们家主打“技术深度”，适合我这种喜欢钻牛角尖的“并发爱好者”。

结果面试官一上来就问了一个很少有人碰过的问题：

“你了解 Java 中 Exchanger 的用法吗？你觉得它在什么场景下最适合？”

我愣了一下——Exchanger？我记得那玩意儿是 JDK 1.5 引进的并发工具类，平常项目里真不太常用。幸好，我曾经在做一个图像处理工具时玩过它，于是我微微一笑，开始讲起了我的故事。

Java 并发世界中的神秘工具 Exchanger

我们先来认识一下这位工具小伙伴。

Exchanger 是谁？

Exchanger 是 Java 提供的一个线程之间交换数据的同步点。简单来说，它就像一个“交易所”——两个线程约好，在某一刻来交换彼此手中的数据。

• Exchanger 只能让两个线程配对交换数据。
• 它是阻塞的——必须两个线程都到了交换点，才会完成数据交换。
• 如果只有一个线程调用了 exchange()，它会一直等，直到另一个线程到来，或者超时。

官方定义

• 构造方法：Exchanger exchanger = new Exchanger<>();
• 交换方法：T result = exchanger.exchange(myData);

场景：我用 Exchanger 处理图像对比

说回我当时做的那个图像处理工具项目。需求是这样的：

我们有两组图片，一组是“原图”，一组是“处理后的图”，我们要做图像质量比对，比如计算相似度、像素差异等。

思路很简单：

• 两个线程分别从两个目录里读取图像。
• 读取后在同一个点“交汇”，拿到彼此的图像数据。
• 然后再去做对比、生成报告。

当时我们最开始用的是共享队列 + 锁，但后来发现同步太繁琐，有资源竞争、等待问题，性能也不太理想。

直到我发现了 Exchanger！

我把代码简单封装后，大概是这样：

这段代码的关键是 exchanger.exchange(img)，两个线程在这一步同步碰面，互换图像，就像打游戏交换装备一样顺畅！

Exchanger 的底层是怎么实现的？

这时候面试官点点头，说：“那你知道 Exchanger 的底层是怎么实现的吗？”

我笑着说，其实 JDK 里对 Exchanger 的实现很有意思，它使用了一种叫做 “槽位匹配”Slot Matching 的机制。

简单理解就是：

• Exchanger 内部维护一个叫 Slot 的共享变量。
• 第一个线程到来，把自己的数据放到 Slot 里，然后阻塞等待。
• 第二个线程到来，看到有数据，就拿走这个数据，把自己的数据放进去。
• 然后唤醒第一个线程，完成数据交换。

它不依赖锁，而是用 CAS（Compare And Swap） 保证原子性，效率高，性能好。

当然，它内部其实更复杂，还用了 链表队列、超时等待 等机制来支持更复杂的场景。

Exchanger 的典型使用场景

接下来，我又分享了几个 Exchanger 的经典使用场景，都是我项目或者学习中见过的。

1、数据校验与同步

两个线程分别处理不同来源的数据，比如日志采集、网络抓包，然后在某个点做比对。Exchanger 就可以在中间点交换数据，做实时对比。

2、双缓冲机制

常见于游戏开发或视频渲染场景，比如一个线程在画布 A 渲染，另一个线程在画布 B 显示，渲染完成后交换画布。用 Exchanger 切换缓存帧非常自然。

3、加密与解密流水线

一个线程负责读取并加密数据，另一个线程负责接收密文并解密，Exchanger 就像流水线中转口，既保证了同步又避免共享变量的麻烦。

Exchanger 与其他并发工具的对比

“那你怎么判断该用 Exchanger 还是其他工具，比如 BlockingQueue？”面试官继续问。

我回答说：

所以总结一句：Exchanger 是一对一数据同步的利器，而不是广播工具。

一些使用 Exchanger 的小坑

讲完正面的，当然也要分享几个使用 Exchanger 的“坑”。

1、只能两个线程使用，不能多个线程乱入。

超过两个线程，后面到的会阻塞或者抛出异常。

2、容易死锁

如果只有一个线程调用了 exchange()，另一个线程永远不到场，它就会卡住。

3、不能无限等待，建议加上超时机制

比如 exchange(data, 5, TimeUnit.SECONDS)，防止程序卡死。

最终结局：拿到 offer！

聊完这些，面试官笑了，表示很少有候选人能把 Exchanger 说得这么详细，还能举出实际项目例子。

当天晚上，我收到了 offer ~

结语：冷门 API 也有春天

我知道很多人在刷题时更偏爱热门的 ReentrantLock、ThreadPoolExecutor、Semaphore，但其实像 Exchanger 这种“冷门 API”也是 Java 并发世界中不可忽视的宝藏。

• 会用工具，是初级程序员；
• 知道什么时候该用什么工具，是中高级程序员；
• 懂得底层原理，能优化使用场景，是架构师。

所以，别看 Exchanger 平常用得少，但它在对的地方能发挥出 100% 的威力。

END

如果你也曾在某个项目里用过 Exchanger，欢迎留言聊聊你的故事 。

如果你是第一次听说这个工具，那我希望这篇文章能成为你走入并发世界的一把钥匙 。

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