管程的定义和基本特征

1、信号量机制存在的问题：编写程序困难、易出错（出错容易导致死锁）的问题。

2、鉴于信号量机制问题，人们就想能不能设计一种机制，让程序员写代码更轻松呢？

3、1973年，Brinch Hansen 首次在程序设计语言（pascal）中引入了“管程”成分---一种高级同步机制。

1、管程是一种特殊的软件模块，有这些部分组成：

1、局部与管程的共享数据结构。

2、对该数据结构进行操作的一组过程（函数）。

3、对局部于管程的共享数据设置初始值的语句。

4、管程有一个名字。

2、管程的基本特征：

1、局部于管程的数据只能被局部于管程的过程所访问。

2、一个进程只有通过调用管程内的过程才能进入管程访问共享数据。

3、每次仅允许一个进程在管程内执行某个内部过程。

1、/*管程*/

monitor ProducerConsumer

    condition full, empty;   //条件变量用来实现同步

    int count = 0;               //缓冲区中的产品数

    void insert (Item item) {   //把产品item放入缓冲区

        if (count == N)

            wait(full);

        count++;

        insert_item (item);

        if (count == 1)

             signal(empty);

    } 

    Item remove () {             //从缓冲区中取出一个产品

          if (count == 0)

             wait(empty);

          count--;

         if (count == N-1)

             signal(full)

         return remove_item(); 

    }

end monitor;

由编译器负责实现各进程互斥的进入管程中的过程。

2、//生产者进程

producer () {

    while () {

        item = 生产一个产品;

        ProducerConsumer.insert (item);

    }

}

3、//消费者进程

consumer () {

    while (1) {

        item = ProducerConsumer.remove ();

        消费产品item;

    }

}

4、管程中有很多“入口（函数）”，但是每次只能开放其中一个“入口”，并且只能让一个进程或线程进入（如生产者消费者问题中，各进程需要互斥的访问共享缓冲区。管程的这种特性即可保证一个时间段内最多只会有一个进程在访问缓冲区。值得注意的是这种互斥特性是由编译器负责实现的，程序员不用关心）。