#yyds干货盘点# Exchanger详解

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Exchanger详解
Exchanger简介
Exchanger用于进行两个线程之间的数据交换。它提供一个同步点，在这个同步点，两个线程可以交换彼此的数据。这两个线程通过exchange()方法交换数据，当一个线程先执行exchange()方法后，它会一直等待第二个线程也执行exchange()方法，当这两个线程到达同步点时，这两个线程就可以交换数据了。
Exchanger实现机制

for (; ; )
if (slot is empty)// offer
// slot为空时，将item 设置到Node 中
place item in a Node;
if (can CAS slot from empty to node)
// 当将node通过CAS交换到slot中时，挂起线程等待被唤醒
wait for release;
// 被唤醒后返回node中匹配到的item
return matching item in node;

else if (can CAS slot from node to empty)// release
// 将slot设置为空
// 获取node中的item，将需要交换的数据设置到匹配的item
get the item in node;
set matching item in node;
// 唤醒等待的线程
release waiting thread;

// else retry on CAS failure

比如有2条线程A和B，A线程交换数据时，发现slot为空，则将需要交换的数据放在slot中等待其它线程进来交换数据，等线程B进来，读取A设置的数据，然后设置线程B需要交换的数据，然后唤醒A线程，原理就是这么简单。但是当多个线程之间进行交换数据时就会出现问题，所以Exchanger加入了slot数组。
Exchanger源码解析
内部类 - Participant

static final class Participant extends ThreadLocal< Node>
public Node initialValue()return new Node();

Participant的作用是为每个线程保留唯一的一个Node节点, 它继承ThreadLocal，说明每个线程具有不同的状态。
内部类 - Node

@sun.misc.Contended static final class Node
// arena的下标，多个槽位的时候利用
int index;
// 上一次记录的Exchanger.bound
int bound;
// 在当前bound下CAS失败的次数；
int collides;
// 用于自旋；
int hash;
// 这个线程的当前项，也就是需要交换的数据；
Object item;
//做releasing操作的线程传递的项；
volatile Object match;
//挂起时设置线程值，其他情况下为null；
volatile Thread parked;

【#yyds干货盘点# Exchanger详解】在Node定义中有两个变量值得思考：bound以及collides。前面提到了数组area是为了避免竞争而产生的，如果系统不存在竞争问题，那么完全没有必要开辟一个高效的arena来徒增系统的复杂性。首先通过单个slot的exchanger来交换数据，当探测到竞争时将安排不同的位置的slot来保存线程Node，并且可以确保没有slot会在同一个缓存行上。如何来判断会有竞争呢? CAS替换slot失败，如果失败，则通过记录冲突次数来扩展arena的尺寸，我们在记录冲突的过程中会跟踪“bound”的值，以及会重新计算冲突次数在bound的值被改变时。