Монитор Хоара

Сентябрь 3, 2022

Главная
Алгебра
Монитор Хоара

Содержание

2. 10. Монитор Хоара 2015 v.01 Процедура доступа monitor Буфер; var СамБуфер: array[1..ДлинаБуфера] of Данное; var СчетчикЗаписей:
3. 10. Монитор Хоара 2015 v.01 Механизм сигналов Желательна возможность «нотификации» изменений состояния ресурсов монитора. Пример: «Поставщик
4. 10. Монитор Хоара 2015 v.01 Решение 2 (совсем плохое) Процесс «анализирует» возможность доступа и «засыпает» на
5. 10. Монитор Хоара 2015 v.01 Сигналы - определение Операции над сигналами: Сигнал S = new Сигнал();
6. 10. Монитор Хоара 2015 v.01 var Полон, Пуст: Сигнал; procedure Записать(d: Данное); begin if(СчетчикЗаписей => ДлинаБуфера)
7. 10. Монитор Хоара 2015 v.01 Еще одна «тонкость» ... if(СчетчикЗаписей == 0) then wait(Пуст) endif Но
8. 10. Монитор Хоара 2015 v.01 class Buffer { int[] buf; public synchronized void put (int s)
9. 10. Монитор Хоара 2015 v.01 Пример - задача «Читатели-Писатели» Информационный фонд П1 П2 ПN Ч1 Ч2
10. 10. Монитор Хоара 2015 v.01 Схема реализации monitor ЧП; var МожноЧитать, МожноПисать: Сигнал; КтоТоПишет: boolean; Читатели:
11. 10. Монитор Хоара 2015 v.01 Начало и окончание чтения procedure НачалоЧтения(); begin while (КтоТоПишет)or(check(МожноПисать)>0) wait(МожноЧитать); Читатели:=
12. 10. Монитор Хоара 2015 v.01 Начало и окончание записи procedure НачалоЗаписи(); begin while(Читатели > 0)or(КтоТоПишет) wait(МожноПисать);
14. Скачать презентацию

Слайд 2

10. Монитор Хоара 2015 v.01
Процедура доступа
monitor Буфер;
var СамБуфер:
array[1..ДлинаБуфера] of Данное;
var

СчетчикЗаписей: integer;
procedure Записать(d: Данное);
begin
...
end;
function Прочитать(): Данное;
begin
...
end;
begin
СчетчикЗаписей:= 0;
end Буфер.

Поставщик:
loop
D:= Производство();
Буфер.Записать(D);
endloop.

Потребитель:
loop
D:= Буфер.Прочитать();
Обработка(D);
endloop.

Слайд 3

10. Монитор Хоара 2015 v.01
Механизм сигналов
Желательна возможность «нотификации» изменений состояния ресурсов

монитора. Пример: «Поставщик потребитель» - требуется оценивать состояние буфера (полон/пуст).
Решение 1 Плохое.
Задача «берет на себя»
функции диспетчера и
сама «стучится» в
монитор, занимая ресурс

Монитор
function БуферПолон: boolean;
if(СчетчикЗаписей < ДлинаБуфера)
return false;
else
return true;
function БуферПуст: boolean;
if(СчетчикЗаписей > 0)
return false;
else
return true;

Поставщик

While(БуферПолон)

Потребитель

While(БуферПуст)

Слайд 4

10. Монитор Хоара 2015 v.01
Решение 2 (совсем плохое)
Процесс «анализирует» возможность

доступа и «засыпает» на некоторое
время (ОС предоставляет возможность «заснуть» на время
t - sleep(t), с передачей управления):
while(Условие){
sleep(t);
}
a - Увеличивается latency
b - Можно «потерять» момент освобождения монитора

Latency (a)

Разрешение доступа

Запрос от другого процесса (b)

Слайд 5

10. Монитор Хоара 2015 v.01
Сигналы - определение
Операции над сигналами:
Сигнал S =

new Сигнал(); (Здесь строится очередь задач, ждущих получения сигнала S)
wait(S):
поставить активный процесс в очередь, связанную с сигналом S
notify(S):
первый процесс из очереди S ставится в «очередь готовых»;
check(S):Integer:
возвращает кол-во процессов, ждущих в очереди S

Тип данных: type Сигнал

Слайд 6

10. Монитор Хоара 2015 v.01
var Полон, Пуст: Сигнал;
procedure Записать(d: Данное);
begin

if(СчетчикЗаписей => ДлинаБуфера) then
wait(Полон)
endif
ЗаписатьДанноеВБуфер(d);
СчетчикЗаписей:= СчетчикЗаписей + 1;
notify (Пуст)
end;
function Прочитать(): Данное
begin
if(СчетчикЗаписей = 0) then
wait(Пуст)
endif
Прочитать:= ЧтениеЗаписиИзБуфера();
СчетчикЗаписей:= СчетчикЗаписей - 1;
notify (Полон)
end;

Пример – ресурсы монитора «Буфер»

Слайд 7

10. Монитор Хоара 2015 v.01
Еще одна «тонкость» ...
if(СчетчикЗаписей == 0) then

wait(Пуст)
endif
Но до выполнения wait(Пуст) условие СчетчикЗаписей == 0 может поменяться несколько раз («На время выполнения процессов не накладывается ниткаких ограничений»)
while(СчетчикЗаписей == 0) do
wait(Пуст)
endwhile

Так что многое, представленное ранее – не совсем корректно

Слайд 8

10. Монитор Хоара 2015 v.01
class Buffer {
int[] buf;
public synchronized void put

(int s) {
if (counter < CAPACITY) {
counter ++; write_to_buf;
this.notify();
} else {
this.wait();
};
};
public synchronized int get () {
if (counter > 0) {
counter--; read_from_buf;
this.notify();
} else {
this.wait();
};
return buf[counter];
}
}

Монитор в Java

Слайд 9

10. Монитор Хоара 2015 v.01
Пример - задача «Читатели-Писатели»
Информационный
фонд
П1
П2
ПN
Ч1
Ч2
ЧM
M Читателей и N

Писателей получают доступ к Информационному Фонду
Реализовать механизм, позволяющий обеспечить следующее условие:
в каждый момент времени могут работать
не более одного Писателя или не более M
Читателей

Слайд 10

10. Монитор Хоара 2015 v.01
Схема реализации
monitor ЧП;
var МожноЧитать,
МожноПисать: Сигнал;
КтоТоПишет:

boolean;
Читатели: 0..M;
procedure НачалоЧтения;
procedure КонецЧтения;
procedure НачалоЗаписи;
procedure КонецЗаписи;
begin
КтоТоПишет:= false;
Читатели:= 0;
end ЧП.

Читатель:
loop
ЧП.НачалоЧтения();
РаботаСФондомЧ();
ЧП.КонецЧтения();
РазноеЧ;
endloop.

Писатель:
loop
ЧП.НачалоЗаписи();
РаботаСФондомП();
ЧП.КонецЗаписи();
РазноеП;
endloop.

Слайд 11

10. Монитор Хоара 2015 v.01
Начало и окончание чтения
procedure НачалоЧтения();
begin
while

(КтоТоПишет)or(check(МожноПисать)>0)
wait(МожноЧитать);
Читатели:= Читатели + 1;
notify (МожноЧитать)
end;
procedure КонецЧтения();
begin
Читатели:= Читатели - 1;
if(Читатели = 0) then
notify (МожноПисать)
endif
end;

Слайд 12

10. Монитор Хоара 2015 v.01
Начало и окончание записи
procedure НачалоЗаписи();
begin
while(Читатели

> 0)or(КтоТоПишет)
wait(МожноПисать);
КтоТоПишет:= true;
end;
procedure КонецЗаписи();
begin
КтоТоПишет:= false;
if(check(МожноЧитать) > 0) then
notify(МожноЧитать)
else
notify (МожноПисать)
endif;
end;

Монитор Хоара

Содержание

10. Монитор Хоара 2015 v.01Процедура доступа monitor Буфер;var СамБуфер:array[1..ДлинаБуфера] of Данное;var

10. Монитор Хоара 2015 v.01Механизм сигналовЖелательна возможность «нотификации» изменений состояния ресурсов

10. Монитор Хоара 2015 v.01Решение 2 (совсем плохое) Процесс «анализирует» возможность

10. Монитор Хоара 2015 v.01Сигналы - определениеОперации над сигналами:Сигнал S =

10. Монитор Хоара 2015 v.01var Полон, Пуст: Сигнал;procedure Записать(d: Данное); begin

10. Монитор Хоара 2015 v.01Еще одна «тонкость» ...if(СчетчикЗаписей == 0) then

10. Монитор Хоара 2015 v.01class Buffer { int[] buf; public synchronized void put

10. Монитор Хоара 2015 v.01Пример - задача «Читатели-Писатели»ИнформационныйфондП1П2ПNЧ1Ч2ЧMM Читателей и N

10. Монитор Хоара 2015 v.01Схема реализацииmonitor ЧП;var МожноЧитать, МожноПисать: Сигнал; КтоТоПишет:

10. Монитор Хоара 2015 v.01Начало и окончание чтенияprocedure НачалоЧтения(); begin while

10. Монитор Хоара 2015 v.01Начало и окончание записиprocedure НачалоЗаписи(); begin while(Читатели

Похожие презентации