最近栈长面试了一个 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，答的并不是太好，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，并不是什么 "新特性"。
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；
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，看它们是怎么两两交换的：
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：
可以看到，10 个线程，都两两交换彼此的数据了。
总结本文介绍了线程之间的数据交换器 Exchanger 类的使用，只能用于多个线程中的两个线程两两交换数据，如果没有对应的线程交换就会一直阻塞，可设置超时，可以中断。
你都掌握了吗？面试如果问到，你需要掌握这个类的用法，当然也有其他的方案，但如果不是必须就没有必要重复造轮子，重复造轮子需要考虑的面更多。
本文所有案例源代码已经上传：
https://github.com/javastacks/javastack
欢迎 Star 学习，后面 Java 示例都会在这上面提供！
好了，今天的分享就到这里了，后面栈长会分享更多好玩的 Java 技术和最新的技术资讯，关注公众号Java技术栈第一时间推送，我也将主流 Java 面试题和参考答案都整理好了，在公众号后台回复关键字 "面试" 进行刷题。
最后，觉得我的文章对你用收获的话，动动小手，给个在看、转发，原创不易，栈长需要你的鼓励。
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