可以在對(duì)中對(duì)元素進(jìn)行配對(duì)和交換的線程的同步點(diǎn)。每個(gè)線程將條目上的某個(gè)方法呈現(xiàn)給 exchange
方法,與伙伴線程進(jìn)行匹配,并且在返回時(shí)接收其伙伴的對(duì)象。Exchanger 可能被視為 SynchronousQueue
的雙向形式。
換句話說(shuō)Exchanger提供的是一個(gè)交換服務(wù),允許原子性的交換兩個(gè)(多個(gè))對(duì)象,但同時(shí)只有一對(duì)才會(huì)成功。先看一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例模型。

在上面的模型中,我們假定一個(gè)空的棧(Stack),棧頂(Top)當(dāng)然是沒(méi)有元素的。同時(shí)我們假定一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Node,包含一個(gè)要交換的元素E和一個(gè)要填充的“洞”Node。這時(shí)線程T1攜帶節(jié)點(diǎn)node1進(jìn)入棧(cas_push),當(dāng)然這是CAS操作,這樣棧頂就不為空了。線程T2攜帶節(jié)點(diǎn)node2進(jìn)入棧,發(fā)現(xiàn)棧里面已經(jīng)有元素了node1,同時(shí)發(fā)現(xiàn)node1的hold(Node)為空,于是將自己(node2)填充到node1的hold中(cas_fill)。然后將元素node1從棧中彈出(cas_take)。這樣線程T1就得到了node1.hold.item也就是node2的元素e2,線程T2就得到了node1.item也就是e1,從而達(dá)到了交換的目的。
算法描述就是下圖展示的內(nèi)容。

JDK 5就是采用類(lèi)似的思想實(shí)現(xiàn)的Exchanger。JDK 6以后為了支持多線程多對(duì)象同時(shí)Exchanger了就進(jìn)行了改造(為了支持更好的并發(fā)),采用ConcurrentHashMap的思想,將Stack分割成很多的片段(或者說(shuō)插槽Slot),線程Id(Thread.getId())hash相同的落在同一個(gè)Slot上,這樣在默認(rèn)32個(gè)Slot上就有很好的吞吐量。當(dāng)然會(huì)根據(jù)機(jī)器CPU內(nèi)核的數(shù)量有一定的優(yōu)化,有興趣的可以去了解下Exchanger的源碼。
至于Exchanger的使用,在JDK文檔上有個(gè)例子,講述的是兩個(gè)線程交換數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的例子(實(shí)際上仍然可以認(rèn)為是生產(chǎn)者/消費(fèi)者模型)。
class FillAndEmpty {
Exchanger<DataBuffer> exchanger = new Exchanger<DataBuffer>();
DataBuffer initialEmptyBuffer =
a made-up type
DataBuffer initialFullBuffer = 
class FillingLoop implements Runnable {
public void run() {
DataBuffer currentBuffer = initialEmptyBuffer;
try {
while (currentBuffer != null) {
addToBuffer(currentBuffer);
if (currentBuffer.isFull())
currentBuffer = exchanger.exchange(currentBuffer);
}
} catch (InterruptedException ex) {
handle
}
}
}
class EmptyingLoop implements Runnable {
public void run() {
DataBuffer currentBuffer = initialFullBuffer;
try {
while (currentBuffer != null) {
takeFromBuffer(currentBuffer);
if (currentBuffer.isEmpty())
currentBuffer = exchanger.exchange(currentBuffer);
}
} catch (InterruptedException ex) {
handle
}
}
}
void start() {
new Thread(new FillingLoop()).start();
new Thread(new EmptyingLoop()).start();
}
}
Exchanger實(shí)現(xiàn)的是一種數(shù)據(jù)分片的思想,這在大數(shù)據(jù)情況下將數(shù)據(jù)分成一定的片段并且多線程執(zhí)行的情況下有一定的使用價(jià)值。
最近一直推托工作忙,更新頻度越來(lái)越低了,好在現(xiàn)在的工作還有點(diǎn)個(gè)人時(shí)間,以后爭(zhēng)取多更新下吧,至少也要把這個(gè)專(zhuān)輯寫(xiě)完。
©2009-2014 IMXYLZ
|求賢若渴