Sincronización entre procesos (aka:...

RepasoSincronizacion (Ej. introductorios)

Deadlock

Sincronizacion entre procesos(aka: semaforos)

Damian Bursztyn

DC - FCEyN - UBA

Sistemas Operativos, 1c-2012

Damian Bursztyn Sincronizacion entre procesos (aka: semaforos)

Deadlock

Race conditionSemaforosDeadlock

Primero repasemos un poco lo que vieron en la teorica.

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

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Que es una race condition?

Defecto en un proceso, donde el resultado del mismo dependeinesperadamente o crıticamente del orden en que se ejecutenciertos eventos.

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

Deadlock

Cual es el output de los siguientes procesos A y B corriendosimultaneamente y con memoria compartida?

x = 1;

print(x);

x = 4;

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Cual es el output de los siguientes procesos A y B corriendosimultaneamente y con memoria compartida?

x = 1;

print(x);

x = 4;

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

x = x + 1;

print(x);

x = x + 1;

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

x = x + 1;

print(x);

x = x + 1;

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Que es un semaforo?

Es una variable (o tipo abstracto de datos) que permitecontrolar el acceso de multiples procesos a un recurso comunen un ambiente de programacion paralela.

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

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Que es un semaforo?Es una variable (o tipo abstracto de datos) que permitecontrolar el acceso de multiples procesos a un recurso comunen un ambiente de programacion paralela.

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

No, es escencial que las primitivas sobre semaforos seanatomicas.

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Recordemos cuales son las primitivas:

Primitivas

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

sem_wait(semaphore sem): Mientras el valor sea menor oigual 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]): Incrementaen uno el valor del semaforo sem y despierta a alguno1 de losprocesos que estan esperando en ese semaforo. (Otras formas:signal(sem, [n]), V(sem), sem.signal([n]), etc.)

1En general las bibliotecas de semaforos no garantizan en que orden sedespertara a los procesos que estan esperando en un semaforo.

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Primitivas

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Primitivas

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Primitivas

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Cuando esta en deadlock un conjunto de procesos?

un conjunto de procesos esta en deadlock si cada proceso delconjunto esta esperando por un evento que solo otro de losprocesos del conjunto puede causar.

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Cuando esta en deadlock un conjunto de procesos?un conjunto de procesos esta en deadlock si cada proceso delconjunto esta esperando por un evento que solo otro de losprocesos del conjunto puede causar.

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Condiciones (Coffman y cıa, 1971)

Exclusion mutua: Cada recurso esta asignado a un proceso oesta disponible.

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

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

Espera circular: Tiene que haber una cadena de dos o masprocesos, cada uno de los cuales esta esperando algun recursoque tiene el miembro siguiente.

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

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

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Ejercicio

Se tienen 3 procesos A, B y C. Construya el codigo con semaforos demanera tal que la secuencia sea ABC,ABC,ABC,. . .

Solucion:Uso 3 semaforos, sem A, sem B y sem C. Sus valores de inicializacianson: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)

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Ejercicio

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Ejercicio

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Ejercicio

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

Solucion:Cambio los valores de inicializacion de los semaforos porsem A = 0, sem B = 1, sem C = 0

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Ejercicio

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

Solucion:Cambio los valores de inicializacion de los semaforos porsem A = 0, sem B = 1, sem C = 0

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Ejercicio

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

Solucion:Uso 3 semaforos, sem A, sem B y sem C. Sus valores de inicializacionson: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)

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Ejercicio

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Ejercicio

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So it begins, the great battle of our time.

Un ejemplo tıpico de deadlock es

sem1.wait();

sem2.wait();

// Seccion crıtica

sem2.signal();

sem1.signal();

sem2.wait();

sem1.wait();

// Seccion crıtica

sem1.signal();

sem2.signal();

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Ejercicio

En un sistema conviven 3 procesos y 2 recursos. Uno de losrecursos (R2) es de uso exclusivo y el otro (R1) puede sercompartido por hasta dos procesos. ¿Puede haber deadlock?

Solucion:Sı.

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Ejercicio

En un sistema conviven 3 procesos y 2 recursos. Uno de losrecursos (R2) es de uso exclusivo y el otro (R1) puede sercompartido por hasta dos procesos. ¿Puede haber deadlock?

Solucion:Sı.

Deadlock

Ejercicio

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

Solucion:No.

Ejercicio

¿Cual o cuales de las condiciones de Coffman no se cumple?

Recordemos las condiciones deCoffman

1 Exclusion mutua

2 Hold & Wait

3 Sin desalojo

4 Espera circular

Solucion:No hay exclusion mutua,porque a los efectos delproblema R1 puede ser usadopor todos los procesos almismo tiempo.

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Ejercicio

Solucion:No.

Ejercicio

1 Exclusion mutua

2 Hold & Wait

3 Sin desalojo

4 Espera circular

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Ejercicio

Solucion:No.

Ejercicio

1 Exclusion mutua

2 Hold & Wait

3 Sin desalojo

4 Espera circular

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Ejercicio

Solucion:No.

Ejercicio

1 Exclusion mutua

2 Hold & Wait

3 Sin desalojo

4 Espera circular

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Ejercicio

En 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 solo requireR3.

1 ¿El sistema esta libre de deadlock?

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

3 Si me aseguro que P2 no podra pedir ningun recurso hastaque P1 haya liberado todos sus recursos ¿El sistema esta librede deadlock? ¿Por que?

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El proximo Martes: Mas ejercicios de sincronizacion difıciles

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El proximo Martes: Mas ejercicios de sincronizacion difıciles

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