При роботі з синхронізованими нестатичними методами необхідно розуміти, що кожен об'єкт класу має свій власний монітор, який використовується для виконання синхронізації. Монітор-це внутрішній механізм мови програмування Java, який гарантує, що лише один потік може виконувати синхронізований блок коду для даного об'єкта в певний момент часу.
Монітор являє собою свого роду "замок", який встановлюється на об'єкт і запобігає одночасний доступ до нього з різних потоків. Якщо потік викликає нестатичний синхронізований метод, то він отримує монітор конкретного об'єкта класу. Тобто, монітор визначається об'єктом, для якого викликається синхронізований метод.
Використання синхронізованих нестатичних методів може бути корисним у випадках, коли необхідно забезпечити атомарність операцій зі змінними даними, що містяться в об'єкті класу. Завдяки механізму монітора і синхронізації в Java, можна запобігти стан гонки і забезпечити коректне виконання коду в багатопотокової середовищі.
Що таке монітор у Java
Монітор в Java пов'язаний з ключовим словом synchronized і об'єктом, на якому викликається його метод або блок. Коли потік входить в синхронізований метод або блок, він стає власником монітора об'єкта і всі інші потоки, які намагаються викликати синхронізований метод або блок на цьому об'єкті, блокуються до тих пір, поки власник монітора не вийде з нього.
Монітор забезпечує наступні важливі функції:
| Функція | Опис |
|---|---|
| Ексклюзивний доступ | Монітор гарантує, що лише один потік може виконувати синхронізований метод або блок на об'єкті в певний час. Це запобігає помилкам узгодженості даних, які можуть виникнути, коли кілька потоків намагаються змінити спільний доступ одночасно. |
| Можливість очікування та оповіщення | Монітор дозволяє потокам очікувати певного стану об'єкта та сповіщати інші потоки, коли він змінюється. Це здійснюється за допомогою методів wait (), notify () та notifyAll (). Цей механізм дозволяє ефективно синхронізувати і спільно використовувати ресурси. |
| Атомність | Монітор гарантує атомарність виконання синхронізованих операцій всередині методу або блоку. Це означає, що всі інструкції всередині синхронізованого методу або блоку будуть виконані повністю або взагалі не будуть виконані. |
У Java будь-який об'єкт може бути використаний в якості монітора. Однак, щоб забезпечити належну роботу синхронізації, рекомендується використовувати спеціально створений об'єкт як монітор.
Монітори в Java є важливим засобом для забезпечення багатопотокової безпеки та узгодженості даних. Правильне використання моніторів допомагає уникнути помилок синхронізації та створити надійне та ефективне паралельне виконання коду.
Різниця між монітором та синхронізацією
Монітор є примітивним засобом синхронізації, що надаються в мовах програмування. Він служить для забезпечення взаємного виключення, тобто дозволяє одному потоку виконувати певну ділянку коду, блокуючи доступ іншим потокам до цієї ділянки. Монітор може бути асоційований з об'єктом або класом і володіє двома станами: вільним і зайнятим. При виклику синхронізованого нестатичного методу, монітором стає об'єкт, для якого викликається даний метод.
Синхронізація, з іншого боку, - це процес координації між потоками, щоб запобігти конкуренції за спільні ресурси та забезпечити узгодженість даних. Цього можна досягти за допомогою моніторів, але існують і інші способи синхронізації, такі як блокування, семафори та умовні змінні. Синхронізація в мовах програмування виконується за допомогою ключового слова synchronized перед оголошенням методу або блоком коду.
Таким чином, монітор - це засіб синхронізації, воно дозволяє управляти доступом до певної частини коду. Синхронізація-це широкий термін, що описує процес координації дій між потоками для запобігання помилок і конфліктів в роботі Програми.
Як працює монітор у Java
У Java кожен об'єкт має свій монітор. Монітор прив'язаний до об'єкта і забезпечує синхронізацію доступу до його методів або коду, захищеному оператором synchronized. Коли потік викликає синхронізований метод або блок коду, він автоматично захоплює монітор об'єкта. Якщо монітор вже зайнятий іншим потоком, то очікує потік блокується і переходить в режим очікування.
Після виконання синхронізованого коду, потік звільняє монітор, дозволяючи іншим потокам отримати доступ до ресурсів. При цьому, якщо кілька потоків очікують монітора, то не існує певного порядку, в якому вони будуть розблоковані і отримають доступ до ресурсу.
Монітори в Java також забезпечують гарантію видимості змін змінних у потоці. Коли потік захоплює монітор, він також захоплює пам'ять і гарантує, що зміни, внесені даним потоком, будуть видні іншим потокам після звільнення монітора.
Важливо розуміти, що Монітори застосовуються лише до об'єктів і не застосовуються до примітивних типів даних або статичних методів. Синхронізація над об'єктом або класом, а не над примітивними типами даних або статичними методами, дозволяє ефективно керувати доступом до спільних ресурсів.
Монітор при синхронізованих методах
Монітор в Java являє собою внутрішню структуру даних, яка пов'язана з кожним об'єктом. Монітор забезпечує синхронізацію доступу до методів, позначених ключовим словом synchronized .
Коли один потік викликає синхронізований метод об'єкта, монітор цього об'єкта блокується, а інші потоки, які намагаються викликати синхронізований метод на цьому об'єкті, повинні чекати, поки монітор не буде звільнений.
Монітор дозволяє реалізувати механізм взаємного виключення між потоками, що гарантує, що тільки один потік може виконувати синхронізований метод об'єкта в даний момент часу. Це дозволяє уникнути стану гонки і забезпечує безпеку роботи з загальними даними.
Крім того, монітор відповідає за планування потоків, які очікують звільнення монітора. Коли потік викликає синхронізований метод і виявляє, що монітор зайнятий іншим потоком, він переходить у режим очікування і чекає, поки монітор буде звільнений. Як тільки монітор звільняється, один із очікуваних потоків отримує доступ до синхронізованого методу.
Використання монітора в синхронізованих методах є основним механізмом забезпечення узгодженості і безпеки роботи з загальними даними в багатопотокових програмних додатках на Java.