В сложных программах произвести анализ правильности использования семафоров с карандашом в руках становится очень непростым занятием. В то же время обычные способы отладки программ зачастую не дают результата, поскольку возникновение ошибок зависит от interleaving'а атомарных операций, и ошибки могут быть трудно воспроизводимы. Для того чтобы облегчить труд программистов, в 1974 году Хоаром (Hoare) был предложен механизм еще более высокого уровня, чем семафоры, получивший название мониторов.
Монитор — в языках программирования, высокоуровневый механизм взаимодействия и синхронизации процессов, обеспечивающий доступ к неразделяемым ресурсам. Подход к синхронизации двух или более компьютерных задач, использующих общий ресурс, обычно аппаратуру или набор переменных.
Пер Бринч Хансен был первым, кто описал и реализовал мониторы, основывая их на идеях Хоара. Впоследствии Хоар разработал теоретическую основу и показал её эквивалентность семафорам (используя исходную семантику).
При многозадачности, основанной на мониторах, компилятор или интерпретатор прозрачно для программиста вставляет код блокировки-разблокировки в соответствующим образом оформленные процедуры, избавляя программиста от явного обращения к примитивам синхронизации
Монитор состоит из:
· набора процедур, взаимодействующих с общим ресурсом
· мьютекса
· переменных, связанных с этим ресурсом
· инварианта, который определяет условия, позволяющие избежать состояния гонки
Процедура монитора захватывает мьютекс перед началом работы и держит его или до выхода из процедуры, или до момента ожидания условия. Если каждая процедура гарантирует, что перед освобождением мьютекса инвариант истиннен, то никакая задача не может получить ресурс в состоянии, ведущем к гонке.