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監視器–JAVA同步基本概念

大學有一門課程叫操作係統，學習過的同學應該都記得，監視器是操作係統實現同步的重要基礎概念，同樣它也用在JAVA的線程同步中，這篇文章用一種類推的思想解釋監視器”monitor”。

1.什麼是監視器

監視器可以看做是經過特殊布置的建築，這個建築有一個特殊的房間，該房間通常包含一些數據和代碼，但是一次隻能一個消費者(thread)使用此房間，

Java-Monitor

當一個消費者(線程)使用了這個房間，首先他必須到一個大廳(Entry Set)等待，調度程序將基於某些標準(e.g. FIFO)將從大廳中選擇一個消費者(線程)，進入特殊房間，如果這個線程因為某些原因被“掛起”，它將被調度程序安排到“等待房間”，並且一段時間之後會被重新分配到特殊房間，按照上麵的線路，這個建築物包含三個房間，分別是“特殊房間”、“大廳”以及“等待房間”。

java-monitor-associate-with-object

簡單來說，監視器用來監視線程進入這個特別房間，他確保同一時間隻能有一個線程可以訪問特殊房間中的數據和代碼。

2.JAVA中監視器的實現

在JAVA虛擬機中，每個對象(Object和class)通過某種邏輯關聯監視器，為了實現監視器的互斥功能，每個對象(Object和class)都關聯著一個鎖(有時也叫“互斥量”)，這個鎖在操作係統書籍中稱為“信號量”，互斥(“mutex “)是一個二進製的信號量。

如果一個線程擁有了某些數據的鎖，其他的線程則無法獲得鎖，直到這個線程釋放了這個鎖。在多線程中，如果任何時候都是我們自己來寫這個信號量，顯然不是很方便，幸運的是，JVM為我們自動實現了這些。

為了使數據不被多個線程訪問，java 提供了同步塊 以及 同步方法兩種實現，一旦一段代碼被嵌入到一個synchronized關鍵字中，意味著放入了監視區域，JVM在後台會自動為這段代碼實現鎖的功能。

3.JAVA的同步代碼中，哪一部分是監視器？

我們知道JAVA每個對象(Object/class) 都關聯一個監視器，更好的說法應該是每個對象(Object/class)都有一個監視器，對象可以有它自己的臨界區，並且能夠監視線程序列為了使線程協作，JAVA為提供了wait()和notifyAll以及notify()實現掛起線程，並且喚醒另外一個等待的線程，此外這些方法有三種不同版本:

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

這些方法隻能在一個同步塊或同步方法中被調用，原因是，如果一個方法不需要相互排斥，不需要監測或線程之間協作，每一個線程可以自由訪問此方法，那就不需要協作。

最後更新：2017-05-23 12:31:48

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