Exchanger 是 Java 并发包中用于两个线程安全交换数据的协作工具，基于配对等待与原子交换机制，要求恰好两个线程参与，同步完成数据交换，支持泛型和超时控制。
Exchanger 是 Java 并发包（java.util.concurrent）中一个轻量级的线程间协作工具，专用于**两个线程之间安全地交换数据**。它不依赖锁或条件变量，而是基于等待/唤醒机制实现配对交换，适用于“成对协作”的典型场景（比如生产者-消费者模型中的缓冲区翻转、双缓冲计算等）。
核心原理：配对等待与原子交换
Exchanger 内部维护一个“交换槽”（slot），当第一个线程调用 exchange(V x) 时，它会尝试将数据放入槽中并等待另一个线程到来；第二个线程调用时，两者配对成功，原子性地交换数据并各自返回对方的数据。若超时或被中断，会抛出对应异常。
关键点：
- 必须恰好两个线程参与，第三个线程调用会一直阻塞（除非前两个已完成或超时）
- 交换是同步的：双方都到达后才同时返回，不存在“先到先得”或队列行为
- 支持泛型，类型安全；可指定超时时间避免无限等待
基本用法示例：双线程交换字符串
以下是一个清晰、可运行的最小示例：
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Exchanger<String> exchanger = new Exchanger<>();
Thread t1 = new Thread(() -> {
try {
String data = "来自线程1的数据";
String received = exchanger.exchange(data); // 阻塞直到t2也调用exchange
System.out.println("线程1收到：" + received);
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
});
Thread t2 = new Thread(() -> {
try {
String data = "来自线程2的数据";
String received = exchanger.exchange(data);
System.out.println("线程2收到：" + received);
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
});
t1.start();
t2.start();
输出通常是：
线程1收到：来自线程2的数据 线程2收到：来自线程1的数据
实用场景与注意事项
常见适用场景包括：
- 双缓冲处理：一个线程填充缓冲区A，另一个线程消费缓冲区B；交换后角色互换
- 分阶段协同计算：如线程1生成中间结果，线程2基于该结果继续处理，再把新结果交还
- 测试线程交互逻辑：在单元测试中精确控制两个线程的数据流转时机
需注意：
- 如果只有一个线程调用
exchange()，它将永远阻塞（除非设了超时） - 不支持多个线程轮换交换（那是
CyclicBarrier或Phaser的职责） - 交换失败（如中断）时，当前线程抛出
InterruptedException，对方线程也会被唤醒并抛出BrokenBarrierException类似异常（实际为InterruptedException或TimeoutException）
带超时的健壮写法
生产环境建议始终设置超时，防止死锁风险：
try {
String received = exchanger.exchange(data, 3, TimeUnit.SECONDS);
} catch (TimeoutException e) {
System.err.println("等待交换超时，可能另一方未启动或已异常退出");
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
超时后当前线程继续执行，但交换未发生；对方线程若仍在等待，会继续阻塞，直到下次有线程配对或自身超时。
