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Programacin Concurrente

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Grado en Informtica

Tema 6

Paso de Mensajes (message-passing)

Bibliografa

Programacin Concurrente

J. Palma, C. Garrido, F. Snchez, A. Quesada,

2003

Captulo 7

Concurrent Programming

A. Burns, G. Davies. Addison-Wesley, 1993

Captulo 4

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Sistemas de paso de mensajes

Los semforos, monitores, regiones crticas, etc. son todas herramientas que se basan en la existencia de memoria compartida.

El modelo de memoria compartida es difcil de trasladar a un sistema distribuido, en el que no existe fsicamente comparticin de memoria.

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Servidor Web

Red

Mvil Consola PC

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Sistemas distribuidos

Mltiples procesadores conectados mediante una red

Los procesadores no comparten memoria ni reloj

Los sistemas conectados pueden ser de cualquier tipo

Escalable hasta millones de procesadores (ej. Internet)

Comunicacin mediante mensajes

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Sistemas de paso de mensajes

Como alternativa al modelo de memoria

compartida, se define el modelo de paso de

mensajes:

Un proceso enviar (SEND) un mensaje.

Otro proceso esperar (WAIT-RECEIVE) que

llegue.

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Sorprendentemente la definicin de estas operaciones SEND y WAIT

puede estar basada en una variedad de factores independientes

dando lugar a muchos modelos diferentes de estas primitivas de paso

de mensajes (message-passing)

Modelo general

Emisor Receptor CANAL

mensaje

enviar-send() recibir-receive()

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Aspectos de diseo

Qu forma de sincronizacin entre emisor y

receptor, utilizar?

Comunicacin sncrona/asncrona

Cmo identificar los procesos origen y destino?

Comunicacin directa/indirecta

Comunicacin simtrica/asimtrica

Caractersticas del canal

Capacidad, flujo de la comunicacin, etc...

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Sistemas de paso de mensajes

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5

Ventajas del modelo basado en paso de mensajes

Vlido para cualquier arquitectura de

computadores

Sistemas distribuidos.

Arquitecturas paralelas sin memoria compartida.

Tambin en sistemas de memoria compartida.

Desaparece el problema del acceso en exclusin

mutua a datos compartidos

(No hay datos fsicamente compartidos)

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Sincronizacin

Considera el comportamiento del emisor de

un mensaje (3 Tipos fundamentales):

Send asncrono

Send and continue working (e-mail, sms)

Send sncrono (rendezvous simple)

Send and wait for the message to be received

(fax)

Extended rendezvous/Invocacin Remota

Send and wait for reply (Llamada telefnica)

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Sincronizacin

Si el emisor es delayed hasta que el correspondiente

receive() es ejecutando, entonces el paso de

mensajes se dice que es sncrono

Alternativamente si el proceso emisor contina

ejecutndose arbitrariamente tras un send() la

comunicacin se denomina asncrona

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Repercusiones de la comunicacin asncrona

El emisor puede enviar varios mensajes sin que

sean atendidos:

necesidad de disponer de buffers en el cliente o

en el servidor

Cundo sabe el emisor que su mensaje ha

llegado/se ha atendido?

conveniencia de operaciones de acuse de

recibo o de respuesta

(send receive send_reply receive_reply)

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Ejemplos

ADA

Utiliza rendezvous (sncrono)

Erlang

Utiliza PM asncrono

JAVA tiene bibliotecas (libraries)

Sockets (PM asncrono)

RMI (Se puede ver como un PM sncrono)

Pascal-FC

Sncrono

Invocacin Remota

Identificacin de los procesos: Naming

Cmo se refieren mutuamente emisor y

receptor cuando se utiliza paso de mensajes?

Dos aspectos independientes a tener en cuenta:

Nombrado directo o indirecto

Esquema de nombres simtrico o asimtrico

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Identificacin de los procesos: Comunicacin directa

Nombres nicos para cada proceso en el sistema

Se nombra explcitamente quin es el otro extremo

de la comunicacin (emisor o receptor).

send(P, mensaje)

Enviar un mensaje al proceso P

Respuesta simtrica:

receive(Q, mensaje)

Recibir un mensaje del proceso Q

Respuesta asimtrica:

receive(mensaje)

Recibir un mensaje

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Identificacin de los procesos: Directa simtrica

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Identificacin de los procesos: Directa Asimtrica

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Identificacin de los procesos: comunicacin indirecta

No se nombra directamente al otro extremo de

la comunicacin.

Los mensajes se envan y se reciben sobre

buzones (channel, service name or a mailbox)

enviar(buzonA, mensaje)

Enviar un mensaje al buzn A

recibir(buzonA, mensaje)

Recibir un mensaje del buzn A

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Identificacin de los procesos(cont.): Indirecta

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Mensajes perdidos

Mensajes perdidos

Fallo hardware o de la lnea de comunicacin

Tres mtodos para enfrentar este suceso en funcin de quien asume la responsabilidad de detectar el fallo:

SO

Emisor

SO/Emisor

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Ejercicio 3:

Implementar el problema de la Comida de

Filsofos con paso de mensaje asncrono.

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