进程同步概念简介 多线程上篇（四）(2)

而管程每次只允许一个进程处于管程，从而推动了进程互斥

管程的核心模式就是相当于构造了一个管理进程同步的“IOC”容器。

管程是一个语言的构成成分（非操作系统支持个别），管程的互斥访问完全由编译程序在编译时手动添加上，无需程序员关心，而且确保正确

一般的 monitor 实现方式是编程语言在词汇上提供语法糖，而如何推动 monitor 机制，则属于编译器的工作

比如，Java中使用synchronized时，这是不是一种管程理念？你也是写了一个synchronized关键字（语法糖），多线程的共享同步完全不用你操心了

（注意：并不是所有的语言都支持管程的概念）

管程可以确保互斥，同一时刻仅有一个进程处于管程，所以他必然还要同步软件，如两个同步操作线程 wait和 signal，他还应该互斥量用以控制管程进入的同步

当某进程通过管程请求获取临界资源而无法满足时，管程便调用 wait 原语使该进程等待，并将其排在等待队列上

仅当另一进程访问完成并传递该资源以后，管程调用signal原语，唤醒等待队列中的队首进程

但是，仅仅这个互斥量是不够的

比如，如果还要处理之前提到过的“执行排序控制”，如何控制前驱关系？

当一个进程调用了管程，在管程中时被阻塞或挂起，直到阻塞或挂起的诱因解除，而在此期间，如果该进程不释放管程，则其它进程能够开启管程，被迫长时间地期待。

所以还应该其他的信号量用于针对其他条件进行同步，这些就是条件变量，所以一个完整的管程定义为：

Minitor{
  管程内部的变量结构以及说明;
  condition  条件变量列表;
  函数1(){
  }
  ......
  函数N(){
  }
  init(){
          对管程中的局部变量进行初始化;
  }
}

条件函数就是当读取管程过程的进程能够运行时，用于阻塞进程的一种信号量

管程中对每个条件变量都须给予说明，其方式为：Var x，y：condition。

对条件变量的操作仅仅是wait和signal，条件变量也是一种抽象数据类型，每个条件变量保存了一个链表，用于记录因该条件函数而阻塞的所有进程，同时提供的两个操作即可表示为 x.wait和x.signal，其含义为：

① x.wait：正在读取管程的进程因 x 条件应该被阻塞或挂起，则读取 x.wait 将自己插入到x条件的等候队列上，并释放管程，直到x条件差异。此时其它进程可以使用该管程。

② x.signal：正在读取管程的进程发现 x 条件出现了变化，则读取 x.signal，重新启动一个因 x 条件而阻塞或挂起的进程。如果存在多个这样的进程，则选择其中的一个，如果没有，则继续执行原进程，而不造成任何结果。这与信号量机制中的 signal操作不同，因为后者总是要执行s:=s+1操作，因而就会改变信号量的状况。

如果有进程Q因x条件进入阻塞状况， 当正在读取管程的进程P执行了x.signal操作后，进程Q 被重新启动，此时两个进程 P和Q，如何确认哪个执行，哪个等待，可选用以下两种方法之一进行处理：

(1) P等待，直至Q 离开管程或等候另一条件。

(2) Q等待，直至P离开管程或等候另一条件。

采用哪种处理方法，当然是各执一词。

Hoare 采用了第一种处理方法

而 Hansan 选择了两者的折衷，他要求管程中的过程所执行的signal 操作是过程体的最后一个操作，于是，进程P执行signal操作后及时撤出管程，因而进程Q马上被修复执行。

进程控制是操作系统的一种硬性管理，是需要要有的，如果没有进程控制，就没办法合理安排运行进程， 根本没法完成状况的切换维护等。

进程的同步是一种软逻辑上的，如果不做，并不会导致平台出难题或者进程能够运行，但是如若不进行同步，结果却很可能是出错的，所以也有需要做的

类比装修的话，进程控制就是硬装，不装无法住，总归要水电搞搞好，进程同步就是家具电器和装修，硬装后住下去不会出现“生存问题”（至少有水喝有电用)，但是你要是连个热水壶都没有是准备要喝开水么

进程同步的概念多很复杂抽象，因为貌似是概念描述，没有涉及到详细的推动细节。

进程同步的核心是针对临界资源的访问控制，也就是对于临界区的访问。

不管是临界区算法还是信号量机制还是管程机制，终归也都是控制处于临界区的不同的谋求思路。

每种不同的算法、机制都各自有各自的传统，场景。

信号量机制将临界资源的访问的互斥，演化为可以多个进程访问资源（整型信号量），记录型信号量对整型信号量机制进行改进，处理了忙等的弊端

然后继续演变出AND型，可以对不同的资源进行同步，而不仅仅是同一种资源

最后发展为信号量集的方式，可以对不同的资源、不同的个数、不同的限制进行处理，变得更为通用。

管程更多的是一种设计思维，管程就是管理进程的程序，进程对于资源的同步操作全都依赖管程这一“大管家”，管程是编程语言级别的，不需要程序员进行过多的处理，一般会提供语法糖

需要切记并不是所有的语言都有管程的概念（Java是有的），管程让你从同步的细节中解放下来，可以在众多画面下简化同步的推动。

管程的概念是“线程同步”的“IOC”，大大简化了同步的代价。

不管临界区算法还是信号量机制还是借助于管程，他们都是一种同步软件，可以觉得人们就是一组“方法”，“方法”的逻辑就是本文前面介绍的机理

在应该进程同步问题的缓解策略中，可以直接使用“封装好的方式”

以上，尽管都是在说操作系统关于进程的同步的处理，其实，在同步问题上进程和线程的设计模式是相通的

因为这本质上都是在说并发----多道程序运行的操作系统，通常使用轮转时间片的方法并发的运行多个进程

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