Java基本概念监视器实习原理解析

大学有一门课程叫操作系统,学习过的同学应该都记得,监视器是操作系统实现同步的重要基础概念,同样它也用在JAVA的线程同步中,这篇文章用一种类推的思想解释监视器”monitor”。

1.什么是监视器

监视器可以看做是经过特殊布置的建筑,这个建筑有一个特殊的房间,该房间通常包含一些数据和代码,但是一次只能一个消费者(thread)使用此房间,

Java基本概念监视器实习原理解析_第1张图片

当一个消费者(线程)使用了这个房间,首先他必须到一个大厅(Entry Set)等待,调度程序将基于某些标准(e.g. FIFO)将从大厅中选择一个消费者(线程),进入特殊房间,如果这个线程因为某些原因被“挂起”,它将被调度程序安排到“等待房间”,并且一段时间之后会被重新分配到特殊房间,按照上面的线路,这个建筑物包含三个房间,分别是“特殊房间”、“大厅”以及“等待房间”。

Java基本概念监视器实习原理解析_第2张图片

简单来说,监视器用来监视线程进入这个特别房间,他确保同一时间只能有一个线程可以访问特殊房间中的数据和代码。

2.JAVA中监视器的实现

在JAVA虚拟机中,每个对象(Object和class)通过某种逻辑关联监视器,为了实现监视器的互斥功能,每个对象(Object和class)都关联着一个锁(有时也叫“互斥量”),这个锁在操作系统书籍中称为“信号量”,互斥(“mutex “)是一个二进制的信号量。

如果一个线程拥有了某些数据的锁,其他的线程则无法获得锁,直到这个线程释放了这个锁。在多线程中,如果任何时候都是我们自己来写这个信号量,显然不是很方便,幸运的是,JVM为我们自动实现了这些。

为了使数据不被多个线程访问,java 提供了同步块 以及 同步方法两种实现,一旦一段代码被嵌入到一个synchronized关键字中,意味着放入了监视区域,JVM在后台会自动为这段代码实现锁的功能。

3.JAVA的同步代码中,哪一部分是监视器?

我们知道JAVA每个对象(Object/class) 都关联一个监视器,更好的说法应该是每个对象(Object/class)都有一个监视器,对象可以有它自己的临界区,并且能够监视线程序列为了使线程协作,JAVA为提供了wait()和notifyAll以及notify()实现挂起线程,并且唤醒另外一个等待的线程,此外这些方法有三种不同版本:

wait(long timeout, int nanos)
wait(long timeout) notified by other threads or notified by timeout.
notify(all)

这些方法只能在一个同步块或同步方法中被调用,原因是,如果一个方法不需要相互排斥,不需要监测或线程之间协作,每一个线程可以自由访问此方法,那就不需要协作。

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持脚本之家。

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