Mutex
Mutex – семафор с начальным значение 1
Используется для взаимоисключающего доступа
Пример:
//Общий связанный список
List l;
Поток записи
Semaphore mutex(1); down(mutex);
// mutex=0 insert(list);
up(mutex);
Поток чтения
down(mutex);
read(list);
up(mutex);
Счетный семафор
Семафор со значением большим 1 может использоваться в качестве атомарного счетчика
Semaphore a(1);
Поток 1 Поток 2
Up(a); read(a);
Реализация семафоров
Блокировка с помощью очереди
Счетчик семафора
Очередь процессов, которые захватывают семафор
Очередь защищается спин-блокировкой
Как только семафор становится меньшим нуля, процессы при захвате добавляются в очередь
При отпускании семафора процессы извлекаются из очереди
Пример реализации семафора
Spinlock l; |
//процесс из очереди |
Int count; |
proc |
Queue q; |
|
//текущий процесс |
Up() { |
current |
lock(l); |
|
proc=queue.relese(); |
down(){ |
count++; |
lock(l) |
unlock(); |
if(count>0) { |
start(proc); |
count--; |
} |
unlock(l); |
|
} else { |
|
queue.insert(current); |
|
unlock(l); |
|
stop(current) |
|
} |
|
} |
|
Семафоры чтения записи
По аналогии со спин блокировками чтения записи
Особенности семафоров
Семафоры обычно реализуются операционными системами
По сравнению со спин-блокировкой семафор – «тяжелая» операция, требующая много времени
Условные переменные
Условная переменная – вид блокировки, которая позволяет информировать процессы о наступлении некоторого события
Пример – срабатывание будильника
Пример использование
Event e;
Потоки, ожидающие на события
e.wait();
//ожидаем, пока событие не наступит
Потоки, сигнализирующие о событиях
e.signal();
// все ожидающие потоки возвращаются к выполнению
Мониторы
Монитор – объект
Данные+методы безопасного доступа к этим данным
Обеспечивает обязательную блокировку в отличие от всех предыдущих способов
Counter{ int c;
semaphore s; public:
int operator ++(){…} int operator --(){…}
}