Download
1 / 18
180 likes | 425 Views
Jarosław Kuchta. Semafory. podniesienie semafora opuszczenie semafora. Operacje są niepodzielne (atomowe), tzn. że żadna z tych operacji nie może zostać przerwana. Operacje. ogólny binarny. ograniczony uogólniony. Rodzaje semaforów. Semafor ogólny (definicja klasyczna Dijkstry).
E N D
Jarosław Kuchta Semafory
podniesienie semafora opuszczenie semafora Operacje są niepodzielne (atomowe), tzn. że żadna z tych operacji nie może zostać przerwana. Operacje
ogólny binarny ograniczony uogólniony Rodzaje semaforów
Semafor ogólny (definicja klasyczna Dijkstry) • Zmienna całkowita S: • podniesienie – V(S): S = S + 1; • opuszczenie – P(S): while (S<=0); S = S – 1; • Nie spełnia warunku niepodzielności
Semafor ogólny(definicja praktyczna BenAriego) • Zmienna całkowita S: • podniesienie – V(S): if (są procesy wstrzymane podczas opuszczania S) wznów jeden z nich; else S = S +1; • opuszczenie – P(S): if (S>0) S = S – 1; else wstrzymaj; • Spełnia warunek niepodzielności
Konstrukcja semafora Opuszczenie Podniesienie Proces A Proces B P(S): V(S): S = 0 ktoś czeka S = S - 1 S = S + 1
Semafor binarny (definicja klasyczna) • Zmienna logiczna S: • podniesienie – VB(S): S = 1; • opuszczenie – PB(S): while (S==1); S = 0;
Semafor binarny(definicja praktyczna) • Zmienna logiczna S: • podniesienie – VB(S): if (są procesy wstrzymane podczas opuszczania S) wznów jeden z nich; else S = 1; • opuszczenie – PB(S): if (S==1) S = 0; else wstrzymaj;
Semafor binarny a ogólny • Semafor binarny NIE jest szczególnym przypadkiem semafora ogólnego. • Semafor binarny nie pamięta liczby operacji podniesienia. • Semafor binarny może zastąpić ogólny, gdy realizuje wzajemne wykluczanie. • Podniesienie już podniesionego semafora binarnego jest błędem.
Semafor dwustronnie ograniczony • Zmienna całkowita S z zakresu (0..N): • podniesienie – V(S): if (S==N) wstrzymaj; else if (są procesy wstrzymane podczas opuszczania S) wznów jeden z nich; else S = S + 1; • opuszczenie – P(S): if (S==0) wstrzymaj; else if (są procesy wstrzymane podczas opuszczania S) wznów jeden z nich; else S = S – 1;
Semafor uogólniony • Operacje podniesienia i opuszczenia mają dodatkowy operand n • podniesienie – V(S, n): if (są procesy wstrzymane podczas opuszczania S o m) { wznów jeden z nich; S = S – m + n; } else S = S + n; • opuszczenie – P(S, n): if (S >= n) S = S – n; else wstrzymaj;
Koniunktywna PAND (S1, S2): if (S1 > 0 && S2 > 0) { S1 = S1 – 1; S2 = S2 – 1; } else wstrzymaj; Alternatywna POR (S1, S2): if (S1 > 0 || S2 > 0) { S1 = S1 – 1; S2 = S2 – 1; } else wstrzymaj; Jednoczesne operacje semaforowe
Przykłady • Producenci i konsumenci • Czytelnicy i pisarze • Pięciu filozofów
void Producent () { Dane dane; int i = 0; while (true) { Produkuj (out dane); P(Wolne); bufor [i] = dane; i = (i + 1) % N; V(Pełne); } } void Konsument () { Dane dane; int j = 0; while (true) { P(Pełne); dane = bufor [j]; j = (j + 1) % N; V(Wolne); Konsumuj (dane); } } 1 producent i 1 konsument Semaphore Wolne = N; Semaphore Pełne = 0; Dane[] bufor = new Dane[N];
void Producent () { Dane dane; while (true) { Produkuj (out dane); P(Wolne); PB(i_S); bufor [i] = dane; i = (i+1) % N; VB(i_S); V(Pełne); } } void Konsument () { Dane dane; while (true) { P(Pełne); PB(j_S); dane = bufor [j]; j = (j+1) % N; VB(j_S); V(Wolne); Konsumuj (dane); } } Wielu producentów i konsumentów Semaphore Wolne = N; Semaphore Pełne = 0; Dane[] bufor = new Dane[N]; int j = 0; int k = 0 BinarySemaphore i_S = 1; BinarySemaphore j_S = 1;
void Czytelnik () { while (true) { Własne_Sprawy(); P(Wolne); Czytanie(); V(Wolne); } } void Pisarz () { while (true) { Własne_Sprawy(); PB(W); // Pisarz stopniowo zajmuje miejsca // w czytelni for (int j=0; j<M; j++) P(Wolne); Pisanie(); VB(W); } } Czytelnicy i pisarze int M; // liczba czytelników int P; // liczba pisarzy Semaphore Wolne = N; // liczba miejsc w czytelni BinarySemaphore W = 1; // wzajemne wykluczanie się pisarzy
Pięciu filozofów(z możliwością zagłodzenia) BinarySemaphore[] Pałeczki = new BinarySemaphore[] {1, 1, 1, 1, 1}; void Filozof(int i) { while (true) { Myślenie(); PB(Pałeczki, i); PB(Pałeczki, (i+1) % 5); Jedzenie(); VB(Pałeczki, i); VB(Pałeczki, (i+1) % 5); } }
Pięciu filozofów(z lokajem) BinarySemaphore[] Pałeczki = new BinarySemaphore[] {1, 1, 1, 1, 1}; Semaphore Lokaj = 4; void Filozof(int i) { while (true) { Myślenie(); P(Lokaj); PB(Pałeczki, i); PB(Pałeczki, (i+1) % 5); Jedzenie(); VB(Pałeczki, i); VB(Pałeczki, (i+1) % 5); V(Lokaj); } }
