53.Задача «производитель/потребитель». Реализация на бесконечном буфере.
Реализация на кольцевом буфере.
Один или несколько процессов-производителей помещают данные в общий буфер.
Процесс-потребитель извлекает данные из буфера
Должна выполнятся задача критической секции при доступе к буферу со стороны производителей и потребителей
Производитель
producer:
while (true) {
/* produce item v */
b[in] = v;
in++;
}
Потребитель
consumer:
while (true) {
while (in <= out)
/*do nothing */;
w = b[out];
out++;
/* consume item w */
}
Задача производителя/потребителя
Производитель с кольцевым буфером
producer:
while (true) {
/* produce item v */
while ((in + 1) % n == out) /* do nothing */;
b[in] = v;
in = (in + 1) % n
}
Потребитель с круговым буфером
consumer:
while (true) {
while (in == out)
/* do nothing */;
w = b[out];
out = (out + 1) % n;
/* consume item w */
}
Конечный кольцевой буфер в задаче ПП
54.Задача «читатели-писатели».
Несколько процессов могут одновременно читать данные из общей области памяти.
Только один процесс в каждый момент времени может писать в общую область памяти.
Процессы-читатели не могут читать данные, если происходит запись в общую область памяти.
Первая проблема читателей-писателей (приоритет читателя)
|
Пока память открыта на чтение, давать читателям беспрепятственный доступ. Писатели могут ждать сколько угодно. |
|
Вторая проблема читателей-писателей (приоритет писателя)
|
Как только появился хоть один писатель, читателей больше не пускать. При этом читатели могут простаивать. |
|
Примерное решение:[1]
Глобальные целые readcount=0, writecount=0;
Глобальные мютексы mutex1, mutex2, mutex3, w, r
ЧИТАТЕЛЬ
mutex3.enter
r.enter
mutex1.enter
readcount = readcount + 1
if readcount=1 then w.enter
mutex1.leave
r.leave
mutex3.leave
...читаем...
mutex1.enter
readcount = readcount - 1
if readcount = 0 then w.leave
mutex1.leave
ПИСАТЕЛЬ
mutex2.enter
writecount = writecount + 1
if writecount=1 then r.enter
mutex2.leave
w.enter
...пишем...
w.leave
mutex2.enter
writecount = writecount - 1
if writecount = 0 then r.leave
mutex2.leave
|
Третья проблема читателей-писателей (честное распределение ресурсов) Не допускать простоев. Другими словами: независимо от действий других потоков , читатель или писатель должен пройти барьер за конечное время. |
|
Глобальные мютексы: no_writers, no_readers, counter_mutex
Глобальные целые: nreaders=0
Локальные целые: prev, current
ПИСАТЕЛЬ:
no_writers.enter
no_readers.enter
no_writers.leave
...пишем....
no_readers.leave
ЧИТАТЕЛЬ:
no_writers.enter
counter_mutex.enter
prev := nreaders
nreaders := nreaders + 1
counter_mutex.leave
if prev = 0 then no_readers.enter
no_writers.leave
...читаем...
counter_mutex.enter
nreaders := nreaders - 1;
current := nreaders;
counter_mutex.leave;
if current = 0 then no_readers.leave
В обоих фрагментах псевдокода, если есть атомарные операции наподобие InterlockedIncrement/InterlockedDecrement, от мютексов, охраняющих счётчики, можно избавиться.