sincro-1

8/16/2019 sincro-1

1/42

RepasoSincronización (Ej. introductorios)

Deadlock

Sincronización entre procesos(aka: semáforos)

Damian Bursztyn

DC - FCEyN - UBA

Sistemas Operativos, 1c-2012

Damian Bursztyn Sincronización entre procesos (aka: semáforos)

8/16/2019 sincro-1

2/42


Deadlock

Race conditionSemáforosDeadlock

Primero repasemos un poco lo que vieron en la teórica.


8/16/2019 sincro-1

3/42


Deadlock



Qué es una race condition?


8/16/2019 sincro-1

4/42


Deadlock



Qué es una race condition?Defecto en un proceso, donde el resultado del mismo dependeinesperadamente o cŕıticamente del orden en que se ejecutenciertos eventos.


R R di i

8/16/2019 sincro-1

5/42


Deadlock


Cuál es el output de los siguientes procesos A y B corriendosimultáneamente y con memoria compartida?


R R diti

8/16/2019 sincro-1

6/42


Deadlock


Cuál es el output de los siguientes procesos A y B corriendosimultáneamente y con memoria compartida?

A x = 1 ;

print(x);

B x = 4 ;


Repaso Race condition

8/16/2019 sincro-1

7/42


Deadlock


Cuál es el output de los siguientes procesos A y B corriendosimultáneamente y con memoria compartida?x comienza inicializado en 0.



8/16/2019 sincro-1

8/42


Deadlock


Cuál es el output de los siguientes procesos A y B corriendosimultáneamente y con memoria compartida?x comienza inicializado en 0.

Ax = x + 1;

print(x);

Bx = x + 1 ;


8/16/2019 sincro-1

9/42


8/16/2019 sincro-1

10/42


Deadlock


Qué es un semáforo?Es una variable (o tipo abstracto de datos) que permitecontrolar el acceso de múltiples procesos a un recurso comúnen un ambiente de programación paralela.



8/16/2019 sincro-1

11/42

pSincronización (Ej. introductorios)

DeadlockSemáforosDeadlock


Es lo mismo que usar un entero y fijarme qué valor tiene?



8/16/2019 sincro-1

12/42

pSincronización (Ej. introductorios)

DeadlockSemáforosDeadlock


Es lo mismo que usar un entero y fijarme qué valor tiene?No, es escencial que las primitivas sobre semáforos seanatómicas.



8/16/2019 sincro-1

13/42

Sincronización (Ej. introductorios)Deadlock

SemáforosDeadlock

Recordemos cuáles son las primitivas:


RepasoS ( )

Race conditionS f

8/16/2019 sincro-1

14/42


SemáforosDeadlock


Primitivassem_create(int value): Devuelve un nuevo semáforoinicializado en value. (Otras formas: Semaphore(value),new Semaphore(value), etc.)


RepasoSi i i´ (Ej i d i )

Race conditionS ´f

8/16/2019 sincro-1

15/42


SemáforosDeadlock



sem_wait(semaphore sem): Mientras el valor sea menor o

igual a 0 se bloquea esperando un signal. Luego decrementael valor de sem. (Otras formas: wait(sem), P(sem),sem.wait(), etc.)


RepasoSi i i´ (Ej i t d t i s)

Race conditionS ´f s

8/16/2019 sincro-1

16/42

Sincronizacion (Ej. introductorios)Deadlock

SemaforosDeadlock



sem_wait(semaphore sem): Mientras el valor sea menor o

igual a 0 se bloquea esperando un signal. Luego decrementael valor de sem. (Otras formas: wait(sem), P(sem),sem.wait(), etc.)

sem_signal(semaphore sem, [int n = 1]): Incrementa

en uno el valor del semáforo sem y despierta a alguno 1

de losprocesos que están esperando en ese semáforo. (Otras formas:signal(sem, [n]), V(sem), sem.signal([n]), etc.)

1En general las bibliotecas de semáforos no garantizan en qué orden se

despertará a los procesos que están esperando en un semáforo.Damian Bursztyn Sincronización entre procesos (aka: semáforos)

RepasoSincronización (Ej introductorios)

Race conditionSemáforos

8/16/2019 sincro-1

17/42


SemaforosDeadlock

Cuando esta en deadlock un conjunto de procesos?




8/16/2019 sincro-1

18/42


SemaforosDeadlock

Cuando esta en deadlock un conjunto de procesos?un conjunto de procesos está en deadlock si cada proceso del

conjunto está esperando por un evento que sólo otro de losprocesos del conjunto puede causar.




8/16/2019 sincro-1

19/42


SemaforosDeadlock

Condiciones (Coffman y ćıa, 1971)Exclusión mutua: Cada recurso está asignado a un proceso oestá disponible.




8/16/2019 sincro-1

20/42


SemaforosDeadlock


Hold and wait: Los procesos que ya tienen algún recursopueden solicitar otro.




8/16/2019 sincro-1

21/42

( j )Deadlock Deadlock



No preemption: No hay mecanismo compulsivo para quitarlelos recursos a un proceso que ya los tiene. El proceso debeliberarlos expĺıcitamente.




8/16/2019 sincro-1

22/42

( )Deadlock Deadlock



No preemption: No hay mecanismo compulsivo para quitarlelos recursos a un proceso que ya los tiene. El proceso debeliberarlos expĺıcitamente.

Espera circular: Tiene que haber una cadena de dos o más

procesos, cada uno de los cuales está esperando algún recursoque tiene el miembro siguiente.




8/16/2019 sincro-1

23/42

Deadlock Deadlock

Condiciones (Coffman y ćıa, 1971)1 Exclusión mutua

2 Hold & Wait

3 Sin desalojo

4 Espera circular

Las cuatro deben estar presente para que haya deadlock. Soncondiciones necesarias.



D dl k

Race conditionSemáforosD dl k

8/16/2019 sincro-1

24/42

Deadlock Deadlock

Condiciones (Coffman y ćıa, 1971)1 Exclusión mutua

2 Hold & Wait

3 Sin desalojo

4 Espera circular

Las cuatro deben estar presente para que haya deadlock. Soncondiciones necesarias.

Estas condiciones se pueden modelar como grafos con dos

tipos de nodos: procesos y recursos. Hay deadlock si seencuentra un ciclo en el grafo.


8/16/2019 sincro-1

25/42


Deadlock

8/16/2019 sincro-1

26/42

Deadlock

EjercicioSe tienen 3 procesos A, B y C. Construya el código con semáforos demanera tal que la secuencia sea ABC,ABC,ABC,. . .

Solución:

Uso 3 semáforos, sem A, sem B y sem C. Sus valores de inicializaciánson:sem A = 1, sem B = 0, sem C = 0



Deadlock

8/16/2019 sincro-1

27/42

Deadlock

EjercicioSe tienen 3 procesos A, B y C. Construya el código con semáforos demanera tal que la secuencia sea ABC,ABC,ABC,. . .

Solución:

Uso 3 semáforos, sem A, sem B y sem C. Sus valores de inicializaciánson:sem A = 1, sem B = 0, sem C = 0

P(sem A) P(sem B) P(sem C)

// Algo // Algo // AlgoV(sem B) V(sem C) V(sem A)



Deadlock

8/16/2019 sincro-1

28/42

Deadlock

Ejercicio

¿Y si quiero que la secuencia sea BCA,BCA,BCA,. . .?



Deadlock

8/16/2019 sincro-1

29/42

Deadlock

Ejercicio

¿Y si quiero que la secuencia sea BCA,BCA,BCA,. . .?

Solución:

Cambio los valores de inicialización de los semáforos porsem A = 0, sem B = 1, sem C = 0



Deadlock

8/16/2019 sincro-1

30/42

Ejercicio¿Y si quiero que la secuencia sea BBCA,BBCA,BBCA,. . .?



Deadlock

8/16/2019 sincro-1

31/42


Solución:

Uso 3 semáforos, sem A, sem B y sem C. Sus valores de inicializaciónson:

sem A = 0, sem B = 2, sem C = 0



Deadlock

8/16/2019 sincro-1

32/42


Solución:

Uso 3 semáforos, sem A, sem B y sem C. Sus valores de inicializaciónson:

sem A = 0, sem B = 2, sem C = 0

P(sem A) P(sem B) P(sem C)// Algo // Algo P(sem C)V(sem B) V(sem C) // AlgoV(sem B) V(sem A)


RepasoSincronización (Ej. introductorios)Deadlock

8/16/2019 sincro-1

33/42

Deadlock

So it begins, the great battle of our time.

Un ejemplo t́ıpico de deadlock es

P1

sem1.wait();

sem2.wait();

// Sección crı́ticasem2.signal();

sem1.signal();

P2

sem2.wait();

sem1.wait();

// Sección crı́ticasem1.signal();

sem2.signal();



8/16/2019 sincro-1

34/42

Ejercicio

En un sistema conviven 3 procesos y 2 recursos. Uno de los

recursos (R2) es de uso exclusivo y el otro (R1) puede sercompartido por hasta dos procesos. ¿Puede haber deadlock?



8/16/2019 sincro-1

35/42

Ejercicio

En un sistema conviven 3 procesos y 2 recursos. Uno de los

recursos (R2) es de uso exclusivo y el otro (R1) puede sercompartido por hasta dos procesos. ¿Puede haber deadlock?

Solución:

Śı.



8/16/2019 sincro-1

36/42

Ejercicio

¿Y si ahora R1 puede ser compartido por hasta tres procesos?



8/16/2019 sincro-1

37/42

Ejercicio


Solución:

No.

Ejercicio

¿Cuál o cuáles de las condiciones de Coffman no se cumple?



8/16/2019 sincro-1

38/42

Ejercicio


Solución:

No.

Ejercicio


Recordemos las condiciones deCoffman

1 Exclusión mutua2 Hold & Wait

3 Sin desalojo

4 Espera circular



8/16/2019 sincro-1

39/42

Ejercicio


Solución:

No.

Ejercicio


Recordemos las condiciones deCoffman

1 Exclusión mutua2 Hold & Wait

3 Sin desalojo

4 Espera circular

Solución:

No hay exclusión mutua,porque a los efectos del

problema R1 puede ser usadopor todos los procesos almismo tiempo.



8/16/2019 sincro-1

40/42

EjercicioEn un sistema hay tres procesos (P1, P2 y P3) y tres recursos (R1,R2, R3). Los tres recursos son de uso exclusivo. Se sabe que P1requiere los tres recursos, P2 requiere de R1 y R2 y P3 sólo requireR3.

1 ¿El sistema está libre de deadlock?

2 ¿P3 influye en que el sistema está o no libre de deadlock?

3 Si me aseguro que P2 no podrá pedir ningún recurso hastaque P1 haya liberado todos sus recursos ¿El sistema está librede deadlock? ¿Por qué?


8/16/2019 sincro-1

41/42


8/16/2019 sincro-1

42/42

El próximo Martes: Más ejercicios de sincronización dif́ıciles


sincro-1

Documents

Transcript of sincro-1