Методы синхронизации с пассивным ожиданием.

Преймущества: не потребляет процессорное время, находясь в ожидании. Вместо циклов ожидания для реализации пассивного ожидания были предложены приметивы межпроцессорного взаимодействия slep(); и wakeup();

slep() – системный запрос в результате которго процесс блокируется пока его не запустит другой процесс.

wakeup() – это системный запрос, который разблокирует некоторый запрос. Для wakeup() нужен входной параметр, номер процесса для разблокировки.

Во время синхронизации 2-х и более процессов возникает такназываемая проблема ограниченного буфера.

#define №100

int count = 0;

void producer(void)

{

int item;

while(true)

{

item=produce_item();

if(count==N)slep();

incert_item(item);

count++;

if(count==1)wakeup(consummer);

}

}

void consummer(void)

{

int item;

while(true)

{

if(count==0)slep();

item=remove_item();

count--;

if(count==N-1)wakeup(produser);

consume_item(item);

}

}

Доступ к счетчику count не ограничен может возникнуть следущая ситуация: буфер пуст и потребитель толькочто считал count в этот момент планировщик задач передает управление производителю, производитель добавит переменную в буфер и увеличит переменную на 1. Производитель знает что для этого count=0, поэтому он будит потребителя, через 100 циклов производитель перейдет в режим ожидания.

Для 2-х процессов задача вполне разрешима, если в алгоритм будет добавлен бит ожидания N, но такой подход не приемлим т.к. состояние состязания не устраняется.

Проблемы производительности и потребителя при наличии 2-х и более процессов это решение с помощью симафоров и диикстры. Диикстра предложет использовать целочисленную переменную для подсчетов пропущеных сигналов по бутке. Эти переменные были названы симафорами.

Были предложены несколько други приметивы down() и up().

Операция down() сравнивает значение симафора с нулем, если симафор > 0 операция down() уго уменьшает и возвращает управление, если значение симафора = 0 процесс отправляетсяв состояние ожидания, все вышеуказанные операции должны проводится как неделимое действие, что достигается либо с помощью команды припывания или команд tsl.

Операция up() увеличивает значение симафора, если с этим симафором связано один или несколько ожидающих процессов вырабатывает сигнал побудки, а значение симафора не увеличивает, вместо этого уменьшается число ожидающих процессов на 1.

#define №100

typedefint semaphore;

semaphore mutex = 1;

semaphore empty = N;

semaphore full = 0;

void producer(void)

{

int item;

while(true)

{

item=produce_item();

down(&empty);

down(&mutex);

incert_item(item);

up(&mutex);

up(&full);

}

}

void consummer(void)

{

int item;

while(true)

{

down(&full);

down(&mutex);

item=remove_item();

up(&mutex);

up(&empty);

consume_item(item);

}

}

Решение задачи производительности потребителя с помощью мониторов.

Монитор – это некоторый приметив синхронизации, обладающий особыми свойствами, иными словами – это некоторая библиотека функций при обращении в любой момент времени может быть активен хотябы 1 процесс. Если при вызове процедуры есть хоть 1-н процесс, вызываемый процесс блокируется. В мониторах были предложены переменные состояния и примитивы wait() и signal().

Примитив wait() вызывается, когда процедура монитора обнаруживает что она не в состоянии продолжить операцию. Она вызывает блокировку процесса, что позволяет другому процессу войти в монитор.

Примитив signal() выполняет операцию побудки на его переменную состояния. Хоар предложил при этом немедленный запуск разбуженного процесса и остановку разбудившего, по решению Хансона, процесс, выполнивший signal() немедленно покидает мониторы.