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什麼是管程

作業系統中的同步機制

管程(Monitor)是一種作業系統中的同步機制,旨在解決多執行緒或多進程環境下的並發控制問題。它通過封裝共享資源的數據結構及一組對該資源的操作,提供了一種高級的同步原語,簡化了同步功能的調用界面,使得用戶編寫並發程式如同編寫順序(串列)程式。管程的特點包括:

封裝性:管程內的數據結構是私有的,只能在管程內使用,管程內的過程也只能使用管程內的數據結構。

安全性:管程的局部變數只能由管程的過程訪問,不允許進程或其它管程直接訪問,管程也不能訪問非局部於它的變數。任一時刻,管程中只能有一個活躍進程。

互斥訪問:管程確保多個執行緒對共享變數的訪問互斥,即同一時間只有一個執行緒可以訪問共享資源,以避免競態條件和數據不一致性問題。

條件變數:管程還提供了條件變數,用於執行緒在等待特定條件滿足時的機制,以及通知其他執行緒條件已滿足的方法。

管程的組成包括局部於管程的共享變數、對數據結構進行操作的一組過程、以及對局部於管程的數據進行初始化的語句。相比於信號量機制,使用管程編寫程式更加簡單,代碼更加輕鬆。管程的引入引入了面向對象的思想,它是一種機制,用於強制並發執行緒對一組共享變數的互斥訪問,並提供等待執行緒滿足特定條件的機制。