Алгоритм Деккера (продолж.)

Инициализация общих переменных:

int flag[2]; flag[0] = flag[1] = 0; int turn = 0;

Поток Ti

do { flag[i] = 1;

while (flag[j] ) if (turn == j) {

flag[i] = 0; while (turn == j); flag[i] = 1;

}

критическая секция

turn = j; flag[I] = 0;;

остальные секции

} while (1);

1

Алгоритм Бейкери

(Лэмпорт 1979)

Решение проблемы Критической Секции для n потоков

Перед входом в критическую секцию, потоку присваивается номер. Поток с наименьшим номером входит в критическую секцию.

Если поток Ti и Tj получают одинаковый номер, если i < j, тогда Ti обслуживается первым; иначе Tj обслуживается первым.

Схема нумерации генерирует монотонную неубываемую последовательность; напр., 1,1,1,2,3,3,3,4,4,5...

1

Алгоритм Бейкери

Нотация “<“ устанавливает лексикографический порядок между двумя тьюплами (тикет #, поток #)

(a,b) < (c,d) if a < c or if a == c and b < d

max (a0,…, an-1) = { k | k ai for i = 0,…, n – 1 }

Общая информация

Структуры данных инициализированы 0

1

Алгоритм Бейкери

do {

choosing[i] = 1;

number[i] = max(number[0],number[1] ...,number[n-1]) + 1; choosing[i] = 0;

for (j = 0; j < n; j++) { while (choosing[j] == 1) ;

while ((number[j] != 0) &&

((number[j],j) ‘’<‘’ (number[i],i)));

}

критическая секция number[i] = 0;

остальные секции } while (1);

1

Взаимоисключение – аппаратная поддержка

Запрет прерываний

Конкурирующие потоки не могут обращаться к одному процессору

Поток работает до получения системного вызова или прерывания

Специальные атомарные машинные инструкции

Инструкции Test и Set – читать и писать в память

Инструкция Exchange (обмен) – обмен между регистром и памятью

Проблемы с подходом через машинные инструкции

Ожидание завершения работы

Возможен недостаток ресурсов Возможно замыкание на одном процессе

1

Устройства синхронизации

Атомарная проверка и модификация содержимого слова

boolean TestAndSet(boolean &target) { boolean rv = target;

target = true;

return rv;

}

1

Общие данные:

boolean lock = false;

Поток Ti

do {

while (TestAndSet(lock)) ; критическая секция

lock = false; остальные секции

}

1

Устройства синхронизации

Атомарный обмен двух переменных.

void Swap(boolean &a, boolean &b) { boolean temp = a;

a = b;

b = temp;

}

1

Взаимоисключение и обмен

Общие данные (инициализированы 0):

int lock = 0;

Поток Ti

int key; do {

key = 1;

while (key == 1) Swap(lock,key);

критическая секция lock = 0;

остальные секции

}

1

Семафоры

Семафор S – целочисленная переменная

Доступ может быть получен только через две атомарные операции

wait (S):

while (S <= 0); S--;

signal (S):

S++;

2