Java并发之Monitor实现

浅浅的花香味﹌ 2022-03-10 04:12 212阅读 0赞

![0][]

Java并发之Monitor实现

![d3hfZm10PXBuZw][]

可能在synchronized关键字的实现原理中，你已经知道了它的底层是使用Monitor的相关指令来实现的，但是还不清楚Monitor的具体细节。本文将让你彻底Monitor的底层实现原理

![aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xbG9nby5jbi9tbWJpel9wbmcvN1FSVHZrSzJxQzRiUHNLc2Zsa3lVSUdRQnR3YnJWT045em1DZG1XOUhuZnpkR21zNGVVSXpodzYwZXdtWTBySk5hZExZbFROZmRKVGhoSzBhZk4xdHcvMD93eF9mbXQ9cG5n][]

简介

![d3hfZm10PXBuZw][]

本文主要翻译[Monitors – The Basic Idea of Java Synchronization][Monitors _ The Basic Idea of Java Synchronization]国外大神的文章，刚兴趣的同学可以阅读一下原文。当你在学校学习操作系统课程的，你可能记得管程在操作系统中是一个同步概念。当然，管程也被用在Java同步中。本文将会使用分析陈述管程基本思想。

![aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xbG9nby5jbi9tbWJpel9wbmcvN1FSVHZrSzJxQzRiUHNLc2Zsa3lVSUdRQnR3YnJWT045em1DZG1XOUhuZnpkR21zNGVVSXpodzYwZXdtWTBySk5hZExZbFROZmRKVGhoSzBhZk4xdHcvMD93eF9mbXQ9cG5n][]

什么是管程

![d3hfZm10PXBuZw][]

一个管程可以被认为是一个带有特殊房间的建筑，这个特殊房间只能被一个线程占用。这个房间包含很多数据和代码。

![Java-Monitor.jpg][]

如果一个线程要占用特殊房间(也就是红色区域)，那么首先它必须在Hallway中等待。调度器基于某些规则(例如先进先出)从Hallway中取一个线程。如果线程在Hallway由于某些原因被挂起，它将会被送往等待房间(也就是蓝色区域)，在一段时间后被调度到特殊房间中。

![java-monitor-associate-with-object.jpg][]

简而言之，监视器是一种监视现场访问特殊房间的设备。他能够使有且仅有一个线程访问的受保护的代码和数据。

![aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xbG9nby5jbi9tbWJpel9wbmcvN1FSVHZrSzJxQzRiUHNLc2Zsa3lVSUdRQnR3YnJWT045em1DZG1XOUhuZnpkR21zNGVVSXpodzYwZXdtWTBySk5hZExZbFROZmRKVGhoSzBhZk4xdHcvMD93eF9mbXQ9cG5n][]

监视器如何在Java中实现

![d3hfZm10PXBuZw][]

在Java虚拟机中，每一个对象和类都与一个监视器相关联。为了实现监视器的互斥功能，锁(有时候也称为互斥体)与每一个对象和类关联。在操作系统书中，这叫做信号量，互斥锁也被称为二元信号量。

如果一个线程拥有某些数据上的锁，其他线程想要获得锁只能等到这个线程释放锁。如果我们在进行多线程编程时总是需要编写一个信号量，那就不太方便了。幸运的是，我们不需要这样做，因为JVM会自动为我们做这件事。

为了声明一个同步区域(这里意味着数据不可能被超过一个线程访问)，Java提供了synchronized块和synchronized方法。一旦代码被synchronized关键字绑定，它就是一个监视器区域。它的锁将会在后面被JVM实现。

![aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xbG9nby5jbi9tbWJpel9wbmcvN1FSVHZrSzJxQzRiUHNLc2Zsa3lVSUdRQnR3YnJWT045em1DZG1XOUhuZnpkR21zNGVVSXpodzYwZXdtWTBySk5hZExZbFROZmRKVGhoSzBhZk4xdHcvMD93eF9mbXQ9cG5n][]

在Java同步代码中，那部分是同步监视器

![d3hfZm10PXBuZw][]

我们知道每一个对象或者是类都和监视器关联，我认为一个很好的说法是每一个对象有一个监视器，从每一个对象有自己的临界区并且能监控线程序列。

为了协作不同的线程，Java提供了wait()和notify()来挂起一个线程和唤醒另一个在对象上等待的线程。这里有三个版本:

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

这些方法仅仅被调用在synchronized代码块和synchronized方法内。原因是，如果一个方法不需要互斥，那么就不需要在线程之间监视或协作，每个线程都可以自由地访问该方法。

![aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xbG9nby5jbi9tbWJpel9wbmcvN1FSVHZrSzJxQzRiUHNLc2Zsa3lVSUdRQnR3YnJWT045em1DZG1XOUhuZnpkR21zNGVVSXpodzYwZXdtWTBySk5hZExZbFROZmRKVGhoSzBhZk4xdHcvMD93eF9mbXQ9cG5n][]

▼

往期精彩回顾

▼

[Java并发之线程][Java]

[Java并发之volatile关键字][Java_volatile]

Java并发之synchronized关键字

![2019\_02\_22\_1933083452.png][2019_02_22_1933083452.png]

![aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xbG9nby5jbi9tbWJpel9naWYvdU4xTElhdjdvSmlieVN6VTRLVWRBSG1jWUpBUnRSUzlmQTY5Q2xGc3lzZzllNWlhc2gxNmFrYlpqdk1XdExRRkNvUldmeEpjRWdzdFJTT0NRaWN0eDJsckEvMD93eF9mbXQ9Z2lm][]

点击上方二维码，关注我们

![aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xbG9nby5jbi9tbWJpel9naWYvdU4xTElhdjdvSmlieVN6VTRLVWRBSG1jWUpBUnRSUzlmdUFZQmljNVJmTE5Ddm00WkhyY2tKaEJIdVFxUGV0MDRKdU56RjRma1BzUEswV1NRZEpUZ1JIQS8wP3d4X2ZtdD1naWY][]

![aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xbG9nby5jbi9tbWJpel9wbmcvN1FSVHZrSzJxQzZoemljUEY5MXJzOUl0TTE4UHROQUNab1h3bnhRRkZKUGd4WHBnN3JJTFFMUjBhaWNESEtOdFdOeExJQndWaWJ6U1lHY2pKRXV2WklzaGcvMD93eF9mbXQ9cG5n][]

好看你就点点我

![aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xbG9nby5jbi9tbWJpel9wbmcvN1FSVHZrSzJxQzZoemljUEY5MXJzOUl0TTE4UHROQUNaaEhSVFFRU2VFNUJUZlVuUHJBbEpJcDk3U0p4TG0wR3pDNW9EVmliSGx4MjFpY1hPeUVyYk5WUVEvMD93eF9mbXQ9cG5n][]

[0]: /images/20220310/5477e4b1ed7842da9c29aa521ce0d817.png
[d3hfZm10PXBuZw]: /images/20220310/8161f577a5654aa682debc3300ff5989.png
[aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xbG9nby5jbi9tbWJpel9wbmcvN1FSVHZrSzJxQzRiUHNLc2Zsa3lVSUdRQnR3YnJWT045em1DZG1XOUhuZnpkR21zNGVVSXpodzYwZXdtWTBySk5hZExZbFROZmRKVGhoSzBhZk4xdHcvMD93eF9mbXQ9cG5n]: /images/20220310/43da33b14a464b4ba6dc5e92e68b8819.png
[Monitors _ The Basic Idea of Java Synchronization]: https://www.programcreek.com/2011/12/monitors-java-synchronization-mechanism/
[Java-Monitor.jpg]: /images/20220310/52d5c7c2e5a441ad9aa269a60717a5a7.png
[java-monitor-associate-with-object.jpg]: /images/20220310/f69c4f52039c402e9071a37dc0f8bd1c.png
[Java]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2MzA3NTU5Mg==&mid=2247483704&idx=1&sn=62bd827665a9d0469f714d4a0a080fdc&chksm=ce7f6d5ff908e4492c829d45b688ced0be84a91a76d54b4b7983ddc260bc5f5db11bc9cf734f&scene=21#wechat_redirect
[Java_volatile]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2MzA3NTU5Mg==&mid=2247483689&idx=1&sn=791ff1352123205ff1fa7d203a1f9aae&chksm=ce7f6d4ef908e458cd8038e94168d23d0c1437ddab99e3b34f427a0949a4afeeda5d98583d17&scene=21#wechat_redirect
[2019_02_22_1933083452.png]: /images/20220310/3d34afd3a85f463f94c4ddd066d048e4.png
[aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xbG9nby5jbi9tbWJpel9naWYvdU4xTElhdjdvSmlieVN6VTRLVWRBSG1jWUpBUnRSUzlmQTY5Q2xGc3lzZzllNWlhc2gxNmFrYlpqdk1XdExRRkNvUldmeEpjRWdzdFJTT0NRaWN0eDJsckEvMD93eF9mbXQ9Z2lm]: /images/20220310/f0abe0200a9049e39543ec586433d728.png
[aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xbG9nby5jbi9tbWJpel9naWYvdU4xTElhdjdvSmlieVN6VTRLVWRBSG1jWUpBUnRSUzlmdUFZQmljNVJmTE5Ddm00WkhyY2tKaEJIdVFxUGV0MDRKdU56RjRma1BzUEswV1NRZEpUZ1JIQS8wP3d4X2ZtdD1naWY]: /images/20220310/7b270b8b55cf4caa931a4faae4472178.png
[aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xbG9nby5jbi9tbWJpel9wbmcvN1FSVHZrSzJxQzZoemljUEY5MXJzOUl0TTE4UHROQUNab1h3bnhRRkZKUGd4WHBnN3JJTFFMUjBhaWNESEtOdFdOeExJQndWaWJ6U1lHY2pKRXV2WklzaGcvMD93eF9mbXQ9cG5n]: /images/20220310/9ecd9bd5a4b4467897496bab67ad4b6a.png
[aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xbG9nby5jbi9tbWJpel9wbmcvN1FSVHZrSzJxQzZoemljUEY5MXJzOUl0TTE4UHROQUNaaEhSVFFRU2VFNUJUZlVuUHJBbEpJcDk3U0p4TG0wR3pDNW9EVmliSGx4MjFpY1hPeUVyYk5WUVEvMD93eF9mbXQ9cG5n]: /images/20220310/69c5ed3063f04b6f816dd3b80305557c.png