今天要來介紹如何使用 Java 提供內建的 Exchanger class 來交換 Thread 之間的資料。以下先來寫個簡單的 Sample Code 來 Demo 如何使用 Exchanger Class。

import java.util.concurrent.Exchanger;

public class ExchangerExampleThread implements Runnable {
  private Exchanger exchanger;
  private String threadName;
  private String message;

  public ExchangerExampleThread(Exchanger exchanger, String threadName, String message) {
    this.exchanger = exchanger;
    this.threadName = threadName;
    this.message = message;
  }

  @Override
  public void run() {
     try {
       System.out.println("ThreadName:" + threadName + " Message:" + message);
       this.message = (String)this.exchanger.exchange(message);
       System.out.println("ThreadName:" + threadName + " Message:" + message);
     } catch (Exception e) {
        throw new RuntimeException(e);
     }
  }
}

以上的 Thread 程式主要會在建構子裡面接收從外面傳進來的 Exchanger 物件，用來交換不同執行緒的 message，threadName 用來顯示目前是在哪個執行緒上執行。然後在 run 方法會先印出目前的 thread name 以及 message，之後就會執行交換資料的動作。最後再把交換的結果印出來。

以下的程式是呼叫 thread 的主程式，如下：

import java.util.concurrent.Exchanger;

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

    ExchangerExampleThread e1 = new ExchangerExampleThread(exchanger,"thread1", "message1");
    Thread thread1 = new Thread(e1);
    thread1.start();

    ExchangerExampleThread e2 = new ExchangerExampleThread(exchanger,"thread2", "message2");
    Thread thread2 = new Thread(e2);
    thread2.start();
  }
}

主程式的部份會 new 出 Exchanger 的 instance，之後就會把這個 instance 傳給不同的 thread 去做資料交換的部份，執行的結果如下：

ThreadName:thread1 Message:message1
ThreadName:thread2 Message:message2
ThreadName:thread2 Message:message1
ThreadName:thread1 Message:message2

從執行的結果可以看到原本的 thread1 是 mesage1， thread2 是 message2。經過了執行 Exchanger 之後會將資料交換，因此 thread1 會變成 message2， thread2 會變成 message1。

如果把主程式修改成只啟動一個執行緒的程式如下：

import java.util.concurrent.Exchanger;

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

    ExchangerExampleThread e1 = new ExchangerExampleThread(exchanger,"thread1", "message1");
    Thread thread1 = new Thread(e1);
    thread1.start();
  }
}

在這裡的執行結果會只印出以下的字串，然後程式就會進入阻塞的狀態等從另外一個執行緒執行來交換資料。

ThreadName:thread1 Message:message1

Exchanger 適合的使用情境在 Producer-Consumer 模式，明天再為大家來介紹寫這段程式。