exchanger 是 java 并发包中专为两个线程安全交换一次数据设计的轻量级同步工具,适用于双缓冲渲染、乒乓式处理等明确双线程配对场景,要求严格双方调用 exchange() 才能完成交换。

Exchanger 是什么,适合在哪儿用
Exchanger 是 Java 并发包里一个轻量级的同步工具类,专为两个线程之间安全交换一次数据设计。它不是用来传消息、也不是做生产者-消费者队列,而是当你明确知道“只有两个线程要碰头、互换对象”时才该用——比如双缓冲渲染、乒乓式处理、测试中的配对线程协作。
常见错误现象:Exchanger.exchange() 调用后线程一直阻塞,没超时也没报错;或者只有一方调用就卡死。这是因为 Exchanger 要求严格配对:必须恰好两个线程各自调用一次 exchange(),才能完成交换,少一个都不行。
使用场景:
- 两个工作线程交替处理数据块(如 A 处理完一批,把结果交给 B,同时拿到 B 上一轮的结果)
- 单元测试中模拟双向协作逻辑
- 避免共享变量 + 锁的简单双线程协调
怎么写才不卡死:基本用法和关键参数
Exchanger 构造很简单,无参即可:new Exchanger()。真正要注意的是 exchange(V x) 的行为:
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- 它会阻塞当前线程,直到另一个线程也调用
exchange() - 成功后,双方各自拿到对方传入的值
- 如果其中一方先超时或中断,另一方会抛出
InterruptedException或TimeoutException
推荐写法(带超时,防死锁):
Exchanger<String> ex = new Exchanger<>();
try {
String otherData = ex.exchange("my-data", 3, TimeUnit.SECONDS);
} catch (TimeoutException e) {
// 对方没来,自己放弃
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
要点:
- 永远不要只在一个线程里调用
exchange()就不管了 - 生产代码务必加超时,否则单点故障会导致整个流程挂起
- 泛型类型
V必须两端一致,否则编译过、运行时报ClassCastException难排查
和 BlockingQueue、SynchronousQueue 有什么区别
别因为名字带“交换”就以为 Exchanger 能替代队列类。它和 BlockingQueue 或 SynchronousQueue 完全不是一类东西:
-
SynchronousQueue是“手递手”传递,但支持任意多生产者/消费者,且是单向的(put/take 分离) -
Exchanger是双向的、强制二对一、仅一次交换,没有容量概念,也不维护内部状态 - 性能上,
Exchanger在双线程场景下更轻量,无队列开销;但扩展性为零——加第三个线程?它直接不适用
容易踩的坑:
- 误用
Exchanger实现多线程数据分发(应该用Phaser或队列) - 在线程池里用
Exchanger,但任务调度不可控,导致配对失败(线程池线程不固定,A 可能永远等不到 B)
实际调试时怎么看它是不是真在交换
Exchanger 没有公开的监控方法,也没有日志开关。想确认是否正常配对,最直接的方式是加日志+计数:
Exchanger<String> ex = new Exchanger<>();
System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getId() + " entering exchange");
String result = ex.exchange("data-" + count.getAndIncrement());
System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getId() + " got: " + result);
注意点:
- 日志必须放在
exchange()前后,不能只打一句,否则看不出哪边卡住了 - 不要用
System.out在高并发下测性能,仅用于定位问题 - JDK9+ 提供了
Exchanger.toString()返回内部状态摘要(如 “waiting for partner”),可辅助判断
双线程协作本身不复杂,但一旦涉及生命周期管理(比如线程提前退出、异常中断)、超时策略或泛型擦除后的类型误用,就很容易变成静默故障。这些地方没法靠文档一眼看出,得靠日志和超时兜底。










