操作系统的互斥解决方案
临界区概念 临界区意味着这个区域是敏感的，因为一旦进程运行到这个区域，那么意味着会对公共数据区域或者文件进行操作，也意味着有可能有其它进程也正运行到了临界区。如果能够采用适当的方式，使得这两个进程不会同时处于临界区，那么就能避免竞态条件。
1. 信号量 semaphore 信号量出现是为了解决什么问题？
一个进程的阻塞和唤醒是在不同进程中造成的。进程A调用了sleep()进入睡眠，而进程B调用了weekup（A）就会把进程A给唤醒,然而，就在它调用sleep()方法之前，由于时钟中断，进程B开始运行。结果就是。由于进程A未进入阻塞阶段，因此调用wakeup()信号就丢失了，等到进程A从之前中断的位置继续开始运行调用sleep()并进入了阻塞，可能再也没有进程去唤醒它了。
因此，进程的阻塞和唤醒需要额外引入一个变量来进行记录，用变量记录唤醒的次数，每次被唤醒，变量的值加1，这样即使wakeup操作先与sleep，但是wakeup操作会被记录到变量中，当进程进行sleep时候，因为已经有其他进程 唤醒过，此时可以认为这个进程不需要进入堵塞状态。
这个变量在操作系统概念里，被称为信号量，对信号量有两种操作，down和up down对应sleep，它会先检查信号量是否大于0，如果大于，则减1，进程此时无需堵塞，相当于消耗掉一次wakeup，若信号量为0，进程则会进入堵塞状态
up对应着 wakeup，进行up操作后，如果发现进程进程堵塞在这个信号量上，那么系统会选择其中一个进程将其唤醒，此时信号量的值不需要变化，但是被堵塞的进程已经少了一个，如果up操作时没有进程堵塞在信号量上，那么它会将信号量加1.
2. 互斥量 mutex 互斥量是信号量的一种特例，它的值只有0和1，当我们不需要用到信号量的计数能力时候，我们可以使用互斥量，实际上就是同一时间只允许一个进程进入临界区，而信号量是允许多个进程同时进入。
Java互斥解决方案
管程 (英语：Monitors，也称为监视器) 是一种程序结构，结构内的多个子程序（对象或模块）形成的多个工作线程互斥访问共享资源。这些共享资源一般是硬件设备或一群变量。管程实现了在一个时间点，最多只有一个线程在执行管程的某个子程序。 管程提供了一种机制，线程可以临时放弃互斥访问，等待某些条件得到满足后，重新获得执行权恢复它的互斥访问。
更简单的说管程允许多线程互斥的访问共享变量。
1. 管程 monitor
使用semaphore和mutex需要小心的使用down和up操作。为了更容易的编写出好的并发程序，在mutex和semaphore的基础上，提出了管程(monitor).
操作系统层面本身并不支持管程机制，实际上，管程是属于
编程语言的范畴，当要使用管程时，先了解一下语言本身是否支持，例如 C 语言它就不支持管程，Java语言支持管程。
使用 monitor 机制的目的主要是为了互斥进入临界区，为了做到能够阻塞无法进入临界区的进程/线程，还需要一个monitor object来协助，这个 monitor object 内部会有相应的数据结构，例如列表，来保存被阻塞的线程；同时由于 monitor 机制本质上是基于 mutex 这种基本原语的，所以 monitor object 还必须维护一个基于 mutex 的锁。 此外，为了在适当的时候能够阻塞和唤醒 进程/线程，还需要引入一个条件变量，这个条件变量用来决定什么时候是“适当的时候”，这个条件可以来自程序代码的逻辑，也可以是在 monitor object 的内部，总而言之，程序员对条件变量的定义有很大的自主性。不过，由于 monitor object 内部采用了数据结构来保存被阻塞的队列，因此它也必须对外提供两个 API 来让线程进入阻塞状态以及之后被唤醒，分别是 wait 和 notify。
synchronized关键字在使用的时候，往往需要指定一个对象与之关联，一种是修饰方法，一种是修饰方法块.
synchronized修饰的是方法，字节码中并没有monitorentry和monitorexit，而是会出现
ACC_SYNCHRONIZED标记，JVM层面根据这个标志来区分一个方法是否同步。当存在这个标记时候，执行线程将先持有Monitor对象，然后再执行方法，在该方法运行期间，其他线程将无法获取到Monitor对象。当方法执行完后，再释放Monitor对象。
总之，synchronzied需要关联monitor object。管程序机制中，monitor object 充当着维护 mutex以及定义 wait/signal API 来管理线程的阻塞和唤醒的角色。
jvm中的同步是基于进入和退出monitor object实现的，每个实例都会有个monitor object ，可以和对象一起创建，销毁。
monitor实现的原理 java中管程是由ObjectMonitor实现，而ObjectMonitor是由c++编写。
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ObjectMonitor() {
_header = NULL;
_count = 0; //记录个数
_waiters = 0,
_recursions = 0;
_object = NULL;
_owner = NULL; //持有monitor的线程
_WaitSet = NULL; //处于wait状态的线程，会被加入到_WaitSet
_WaitSetLock = 0 ;
_Responsible = NULL ;
_succ = NULL ;
_cxq = NULL ;
FreeNext = NULL ;
_EntryList = NULL ; //处于等待锁block状态的线程，会被加入到该列表
_SpinFreq = 0 ;
_SpinClock = 0 ;
OwnerIsThread = 0 ;
}
多个线程访问一段同步去代码，多个线程会被存放在EntryList集合中，并处堵塞状态的线程都会在该表中，当某个线程获取了到对象的monitor时候，管程是依靠底层操作系统的Mutex lock来实现互斥，当申请成功，就持有mutex锁。如果有线程调用wait()方法 就会释放持有的mutex锁，并且该线程会进入WaitSet集合中，等到下一次呗唤醒，如果线程顺利执行完方法，也会释放mutex锁
