1.基本概念

互斥
只有一个线程能访问临界区。
临界资源
多个线程可以共享系统中的资源，但是临界资源只允许一个线程在某一时刻访问。如某些变量、硬件资源。
临界区
访问临界资源的代码即临界区。

2.信号量与管程

管程（Monitors）和信号量（Semaphores）是操作系统中用于实现并发编程的两种重要技术。

2.1 信号量

2.1.1 定义

操作系统提供的一种协调共享资源访问的方法，优先级高于进程，可以保证原子性。

信号中包括一个整形变量，和两个原子操作 P 和 V。其原子性由操作系统保证，这个整形变量只能通过 P 操作和 V 操作改变。

P(Prolaag，荷兰语尝试减少)：信号量值减 1，如果信号量值小于 0，则说明资源不够用的，把进程加入等待队列。
V (Verhoog，荷兰语增加)：信号量值加 1，如果信号量值小于等于 0，则说明等待队列里有进程，那么唤醒一个等待进程。

共享变量S只能由 PV 操作，PV的原子性由操作系统保证。
P相当获取锁，可能会阻塞线程;V相当于释放锁，不会阻塞线程。
根据同步队列中唤醒线程的先后顺序，可以分为公平和非公平两种。

信号量分类：

二进制信号量：资源数目为 0 或 1。
资源信号量：资源数目为任何非负值

2.1.2 例子

实现生产者消费者针对同一队列进行通信，任一时刻只有一个线程在操作队列。

假设只有一个生产者，n个消费者，那么需要三个信号量：

notFull：表示队列不满，可以推送消息
notEmpty：表示队列不空，可以消费消息
mutex：表示互斥，限制同时只有一个线程访问

class Queue {

	private Semaphore notFull = new Semaphore(1);

	private Semaphore notEmpty = new Semaphore(n);

	private Semaphore mutex = new Semaphore(1);

	publib void produce() {
		notFull.P();  //队列不满才能推送，否则等待
		mutex.P();
		//生产消息加入队列
		mutex.V();
		notEmpty.V(); //唤醒等待消费线程
	}

	publib void consume() {
		notEmpty.P();  //队列不空才能消费，否则等待
		mutex.P();
		//生产消息加入队列
		mutex.V();
		notFull.V(); //唤醒等待生产者线程
	}

}

2.2 管程

管程是为了解决信号量在临界区的PV操作上的配对的麻烦而提出的并发编程方法，使用条件变量等同步机制来实现线程之间的协作。

条件变量:
线程中的一种同步机制，它允许线程等待某个条件成立，与信号量不同。
当条件不满足时，线程将自己加入等待队列，同时释放持有的互斥锁；
当一个线程唤醒一个或多个等待线程时，此时条件不一定为真（虚假唤醒）。

先后出现过三种不同的管程模型，分别是：Hasen 模型、Hoare 模型和 MESA 模型，当前广泛使用的是MESA模型。

MESA模型图示：

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