管程概念

什么是管程

Java采用的是管程技术，synchronized关键字及wait()、notify()、notifyAll()这三个方法都是管程的组成部分。管程和信号量是等价的，所谓等价指的是用管程能够实现信号量，也能用信号量实现管程。

管程，对应的英文是Monitor，很多Java领域的同学都喜欢将其翻译成“监视器”，这样是不是就瞬间明白了什么是管程。所谓管程，指的是管理共享变量以及对共享变量的操作过程，让他们支持并发。

并发编程领域，有两大核心问题：一个是互斥，即同一时刻只允许一个线程访问共享资源；另一个是同步，即线程之间如何通信、协作。这两大问题，管程都是能够解决的。

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很像java里面的一个对象，synchronize其实在编译原理，就是一个monitor指令。

下面是一个同步的实例：

public class BlockedQueue<T>{
  final Lock lock =
    new ReentrantLock();
  // 条件变量：队列不满  
  final Condition notFull =
    lock.newCondition();
  // 条件变量：队列不空  
  final Condition notEmpty =
    lock.newCondition();

  // 入队
  void enq(T x) {
    lock.lock();
    try {
      while (队列已满){
        // 等待队列不满 
        notFull.await();
      }  
      // 省略入队操作...
      //入队后,通知可出队
      notEmpty.signal();
    }finally {
      lock.unlock();
    }
  }
  // 出队
  void deq(){
    lock.lock();
    try {
      while (队列已空){
        // 等待队列不空
        notEmpty.await();
      }
      // 省略出队操作...
      //出队后，通知可入队
      notFull.signal();
    }finally {
      lock.unlock();
    }  
  }
}

这个示例很经典，有很多变形，可以参考这篇文章。