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Java 中的管程

Java是利用 管程 解决并发编程问题的，那么究竟什么是 管程 ？而它又是如何解决并发问题的呢？

什么是管程

管程，英文名是 Monitor ，因此有的时候会被翻译为 监视器 。其实你也许很早就接触到这个概念了，比如 synchronized 关键字，很多文章就介绍过其原理是使用了 监视器 ，只是你那个时候还并不知道 监视器 和 管程 ，其实是一回事。

我们来看看维基百科上的概念：

管程 (英语：Monitors，也称为监视器) 是一种程序结构，结构内的多个子程序（对象或模块）形成的多个工作线程互斥访问共享资源。

感觉这句话听得有点迷糊，但下面这句话应该就很好理解了：

管程提供了一种机制，线程可以临时放弃互斥访问，等待某些条件得到满足后，重新获得执行权恢复它的互斥访问。

我的理解是：我们通过管程管理 Java 中的类，使得类是线程安全的。

这应该是 管程 最终要达到的效果，那么，它是怎么做到的呢？

管程模型

管程这个概念最早来源于操作系统，操作系统发展了那么多年，管程的实现也有多种方式，主流的有三种： Hasen模型 、 Hoare模型 和 MESA模型 ， Java 中借鉴的是 MESA模型 ，让我们来重点看一下。

谈到 MESA模型 ，就不得不提到并发主要解决2个核心问题：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 ，即多个线程之间如何通信、协作。

如何解决 互斥 呢？我们可以在操作共享变量之前，增加一个等待队列，每一个线程想要操作共享变量的话，都需要在等待队列中等待，直到管程选出一个线程操作共享变量。

那又是如何解决 同步 的呢？线程在操作共享变量时候，它不一定是直接执行，可能有一些自己的执行条件限制（比如取钱操作要求账户里一定要有钱，出队操作要求队列一定不能是空的），我们将这些限制称之为 条件变量 ，每一个 条件变量 也有自己对应的 等待队列 ，当线程发现自己的 条件变量 不满足时，就进入相应的 等待队列 中排队，直至 条件变量 满足，那么其 等待队列 中的线程也不会是立马执行，而是到最开始 共享变量 对应的 等待队列 中再次排队，重复之前的过程。