Java monitor机制使用方法解析

monitor概念

管程，监视器。在操作系统中，存在着semaphore和mutex，即信号量和互斥量，使用基本的mutex进行开发时，需要小心的使用mutex的down和up操作，否则容易引发死锁问题。为了更好的编写并发程序，在mutex和semaphore基础上，提出了更高层次的同步原语，实际上，monitor属于编程语言的范畴，C语言不支持monitor，而java支持monitor机制。

一个重要特点是，在同一时间，只有一个线程/进程能进入monitor所定义的临界区，这使得monitor能够实现互斥的效果。无法进入monitor的临界区的进程/线程，应该被阻塞，并且在适当的时候被唤醒。显然，monitor作为一个同步工具，也应该提供这样管理线程/进程的机制。

monitor这个机制之所以被称为：更高级的原语，它不可避免的需要对外屏蔽这些机制，并且在内部实现这些机制，使得monitor成为一个简洁易用的借口。

monitor基本元素

  • 临界区
  • monitor对象和锁
  • 条件变量以及定义在monitor对象上的wait，signal操作

使用monitor主要是为了互斥进入临界区，为了能够阻塞无法进入临界区的进程，线程，需要一个monitor object来协助，这个object内部会有相应的数据结构，例如列表，用来保存被阻塞的线程；同时由于monitor机制本质是基于mutex原语的，所以object必须维护一个基于mutex的锁。

此外，为了在适当的时候能够阻塞和唤醒 进程/线程，还需要引入一个条件变量，这个条件变量用来决定什么时候是“适当的时候”，这个条件可以来自程序代码的逻辑，也可以是在 monitor object 的内部，总而言之，程序员对条件变量的定义有很大的自主性。不过，由于 monitor object 内部采用了数据结构来保存被阻塞的队列，因此它也必须对外提供两个 API 来让线程进入阻塞状态以及之后被唤醒，分别是 wait 和 notify。

monitor在java中的实现

临界区的圈定

被synchronized关键字修饰的方法，代码块，就是monitor机制的临界区

monitor object

在上述synchronized关键字被使用时，往往需要指定一个对象与之关联，例如synchronized（this）,总之，synchronized需要管理一个对象，这个对象就是monitor object。

monitor机制中，monitor 我不检测题充当着维护mutex和wait, signalAPI来管理线程的阻塞和唤醒。

Java 对象存储在内存中，分别分为三个部分，即对象头、实例数据和对齐填充，而在其对象头中，保存了锁标识；同时，java.lang.Object 类定义了 wait()，notify()，notifyAll() 方法，这些方法的具体实现，依赖于一个叫 ObjectMonitor 模式的实现，这是 JVM 内部基于 C++ 实现的一套机制，基本原理如下所示：

当一个线程需要获取 Object 的锁时，会被放入 EntrySet 中进行等待，如果该线程获取到了锁，成为当前锁的 owner。如果根据程序逻辑，一个已经获得了锁的线程缺少某些外部条件，而无法继续进行下去（例如生产者发现队列已满或者消费者发现队列为空），那么该线程可以通过调用 wait 方法将锁释放，进入 wait set 中阻塞进行等待，其它线程在这个时候有机会获得锁，去干其它的事情，从而使得之前不成立的外部条件成立，这样先前被阻塞的线程就可以重新进入 EntrySet 去竞争锁。这个外部条件在 monitor 机制中称为条件变量。

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我们。

赞 (0)

相关推荐

  • 全面了解Java中的CAS机制

    全面了解Java中的CAS机制

    前言 在看到Java锁机制的时候,无意中看到了CAS这个词,然后在百度查找CAS看了很多文章始终没有看的太懂,今天又在Google上查找了一些资料,才算是真正弄清楚了CAS机制. 什么是CAS 在jdk 1.5中增加的一个最主要的支持是Atomic类,比如说AtomicInteger, AtomicLong,这些类可帮助最大限度地减少在多线程中对于一些基本操作(例如,增加或减少多个线程之间共享的值)的复杂性.而这些类的实现都依赖于CAS(compare and swap)的算法. 乐观锁和悲观锁

  • Java锁机制Lock用法示例

    本文实例讲述了Java锁机制Lock用法.分享给大家供大家参考,具体如下: package com.expgiga.JUC; import java.util.concurrent.locks.Lock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; /** * 一.用于解决多线程安全问题的方式: * 1.同步代码块 synchronized 隐式锁 * 2.同步方法 synchronized 隐式锁 * 3.同步锁Lock (jdk1.5以后

  • Java注解机制之Spring自动装配实现原理详解

    Java中使用注解的情况主要在SpringMVC(Spring Boot等),注解实际上相当于一种标记语言,它允许你在运行时动态地对拥有该标记的成员进行操作.注意:spring框架默认不支持自动装配的,要想使用自动装配需要修改spring配置文件中<bean>标签的autowire属性. 自动装配属性有6个值可选,分别代表不同的含义: byName ->从Spring环境中获取目标对象时,目标对象中的属性会根据名称在整个Spring环境中查找<bean>标签的id属性值.如果

  • 使用Java8中Optional机制的正确姿势

    使用Java8中Optional机制的正确姿势

    前言 Java8带来的函数式编程特性对于习惯命令式编程的程序员来说还是有一定的障碍的,我们只有深入了解这些机制的方方面面才能运用自如.Null的处理在JAVA编程中是出了try catch之外的另一个头疼的问题,需要大量的非空判断模板代码,程序逻辑嵌套层次太深.尤其是对集合的使用,需要层层判空. 首先来看下Optional类的结构图: 而如果我们对它不稍假探索, 只是轻描淡写的认为它可以优雅的解决 NullPointException 的问题, 于是代码就开始这么写了 Optional<User

  • Java编程Retry重试机制实例详解

    本文研究的主要是Java编程Retry重试机制实例详解,分享了相关代码示例,小编觉得还是挺不错的,具有一定借鉴价值,需要的朋友可以参考下 1.业务场景 应用中需要实现一个功能: 需要将数据上传到远程存储服务,同时在返回处理成功情况下做其他操作.这个功能不复杂,分为两个步骤:第一步调用远程的Rest服务逻辑包装给处理方法返回处理结果:第二步拿到第一步结果或者捕捉异常,如果出现错误或异常实现重试上传逻辑,否则继续逻辑操作. 2.常规解决方案演化 1)try-catch-redo简单重试模式: 包装正

  • java获取反射机制的3种方法总结

    反射机制的概念: 指在运行状态中,对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法,对于任意一个对象,都能调用它的任意一个方法.这种动态获取信息,以及动态调用对象方法的功能叫java语言的反射机制. 反射机制的应用: 生成动态代理,面向切片编程(在调用方法的前后各加栈帧). 反射机制的原理: 1 首先明确的概念: 一切皆对象----类也是对象. 2 然后知道类中的内容 :modifier constructor field method. 3 其次明白加载: 当Animal.class在硬盘中时

  • 详解java 三种调用机制（同步、回调、异步）

    1:同步调用:一种阻塞式调用,调用方要等待对方执行完毕才返回,它是一种单向调用 2:回调:一种双向调用模式,也就是说,被调用方在接口被调用时也会调用对方的接口: 3:异步调用:一种类似消息或事件的机制,不过它的调用方向刚好相反,接口的服务在收到某种讯息或发生某种事件时,会主动通知客户方(即调用客户方的接口 具体说来:就是A类中调用B类中的某个方法C,然后B类中反过来调用A类中的方法D,D这个方法就叫回调方法, 实例1:使用java中Timer来在给定时间间隔发送通知,每隔十秒打印一次数据 Tim

  • Java monitor机制使用方法解析

    Java monitor机制使用方法解析

    monitor概念 管程,监视器.在操作系统中,存在着semaphore和mutex,即信号量和互斥量,使用基本的mutex进行开发时,需要小心的使用mutex的down和up操作,否则容易引发死锁问题.为了更好的编写并发程序,在mutex和semaphore基础上,提出了更高层次的同步原语,实际上,monitor属于编程语言的范畴,C语言不支持monitor,而java支持monitor机制. 一个重要特点是,在同一时间,只有一个线程/进程能进入monitor所定义的临界区,这使得monito

  • Java Classloader机制用法代码解析

    做Java开发,对于ClassLoader的机制是必须要熟悉的基础知识,本文针对Java ClassLoader的机制做一个简要的总结.因为不同的JVM的实现不同,本文所描述的内容均只限于Hotspot Jvm. 本文将会从JDK默认的提供的ClassLoader,双亲委托模型,如何自定义ClassLoader以及Java中打破双亲委托机制的场景四个方面入手去讨论和总结一下. JDK默认ClassLoader JDK 默认提供了如下几种ClassLoader Bootstrp loader Bo

  • Java数组扩容实现方法解析

    这篇文章主要介绍了Java数组扩容实现方法解析,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下 第一种 int[] arr2=new int[arr1.length*2] //新数组的长度 第二种 int[] arr2=java.util.Arrays.copyOf(原数组名,新数组的长度); 第三种 int[] arr2=new int[arr1.length*2] System.arraycopy(原数组名,起始下标,新数组名,起始下标,复制

  • java this的应用方法解析

    这篇文章主要介绍了java this的应用方法解析,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下 package java04; /* * 当方法的局部变量和类的成员变量重名时,会根据"就近原则",优先使用局部变量. * 如果需要访问奔雷中的成员变量,需要使用格式: this.成员变量名 * * "通过谁调用的方法,谁就是this" * * */ public class Person2 { String name

  • Java Collection集合iterator方法解析

    这篇文章主要介绍了Java Collection集合iterator方法解析,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下 Iterator接口概述 /** * java.util.Iterator接口:选代器(对集合进行遍历) * 有两个常用的方法 * boolean hasNext() * 如果仍有元素可以迭代,则返回true. * 即判断集合中还有没有下ー个元素,有就返回true,没有就返回 false * E next() * 返回送代

  • 基于Java生成图片验证码的方法解析

    目录 使用Java生成图片验证码完全解析 注意事项 如何加入噪点 如何生成干扰线 什么样的算法生成噪点比较好 验证码如何避免被ocr识别 如何斜放文本 四位图形验证码 调整噪点的透明度 使用Java生成图片验证码完全解析 在 Java 中开发图片验证码功能,您可以使用 Java 图形处理库,比如 Java Advanced Imaging (JAI) 或者 Java2D,来生成图片并将文本写入图片.具体实现方法如下: 创建一个 BufferedImage 对象,并设置图片的宽度和高度. 获取图片

  • Java Arrays.asList使用方法解析

    Arrays.asList()方法的作用是将数组或一些元素转为集合,而你得到的集合并不是我们通常使用的List集合,而是Arrays里面的一个内部类.阿里的开发手册上java开发规范说到使用工具类Arrays.asList()方法把数组转换成集合时,不能使用其修改集合相关的方法,它的add/remove/clear方法会抛出java.lang.UnsupportedOperationException的异常. 一.Arrays.asList的方法说明 public static void mai

  • Java类加载机制实现步骤解析

    一.类的加载过程 JVM将类的加载分为3个步骤: 1.装载(Load) 2.链接(Link) 3.初始化(Initialize) 其中 链接(Link)又分3个步骤,如下图所示: 1) 装载:查找并加载类的二进制数据(查找和导入Class文件) 加载是类加载过程的第一个阶段,在加载阶段,虚拟机需要完成以下三件事情: 1.通过一个类的全限定名来获取其定义的二进制字节流. 2.将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构. 3.在Java堆中生成一个代表这个类的java.lang.C

  • 浅谈Java线程Thread.join方法解析

    join字面上是加入的意思,我们先看看join方法的解释和实现. /** * Waits for this thread to die. * 调用方线程(调用join方法的线程)执行等待操作,直到被调用的线程(join方法所属的线程)结束,再被唤醒 * <p> An invocation of this method behaves in exactly the same * way as the invocation * * * @throws InterruptedException *

  • Java异常处理 Throwable实现方法解析

    Java异常处理 Throwable实现方法解析

    Java Throwable类 步骤 1 : Throwable Throwable是类,Exception和Error都继承了该类 所以在捕捉的时候,也可以使用Throwable进行捕捉 如图: 异常分Error和Exception Exception里又分运行时异常和可查异常. package exception; import java.io.File; import java.io.FileInputStream; public class TestException { public

随机推荐