Processos e Threads

1. Comunicação entre processos (IPS)

2. Problemas clássicos de IPC

3. Problemas

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Comunicação entre processos

Topicos fundamentais de comunicação entre processos:

– Sincronismo entre processos (barreiras, mutex, semaforos)

– Acesso exclusivo a um recurso por um processo (mutex,

semaforos)

– Passagem de informação entre processos (pipes, sockets)

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Comunicação entre processosCondições de corrida

Dois processos a aceder à mesma posição da fila de espera.

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Regiões criticas (1)

Quatro condiçoes para ter acesso exclusivo:– Não podem existir dois processos simultaneamente em regiões

criticas

– Nada se pode assumir sobre a velocidade e o número de CPUs

– Nenhum processo fora da região critica pode bloquear outroprocesso

– Nenhum processo pode esperar eternamente para entrar na regiãocritica

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Regiões criticas (2)

Exclusão mutua utilizando regiões criticas

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Exclusão mutua com espera activa(1)

Solução proposta para problema de regiões criticas(a) Processo 0. (b) Processo 1.

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Exclusão mutua com espera activa (2)

Solução de Peterson's paraexclusãomutua

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Exclusão mutua com espera activa (3)

Entrada e saida de uma região critica utilizando aTSL

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Espera não activa

Acesso a regiões criticas com espera activa:– Ambas as soluções anteriores são correctas

• Instrução TSL • Solução de Peterson’s

– Processo activo enquanto espera consome recursos

Como implementar espera não activa?

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“Adormecer e Acordar”Problema produtor-consumidor pode ser fatal numa situação de corrida

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SemaforosSolução do problema produtor-consumidor com semaforos

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MutexesImplementação de mutex_lock e mutex_unlock

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Monitores (1)Exemplo de um monitor

Grupo de funções, variaveis e estruturas de dados.

Processos podem chamar elementosdo monitor arbitrariamente.

Processos não têm acesso aosdados do monitor.

Apenas um processo está activo num monitor.

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Exemplo de MonitoresProblema produtor-consumidor com monitores

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Implementação de Monitores em JavaSolução do problema produtor-consumidor em Java (parte 1)

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Implementação de Monitores em Java Solução do problema produtor-consumidor em Java (parte 2)

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Barreiras

Utilização de uma barreira:– processos aproximam-se de uma barreira– Todos os processos são bloqueados pela barreira– Quando o ultimo chega (quorum), passam todos

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Problemas clássicos de IPC

Jantar de filosofos (acesso a recursos limitados)

Acessos de leitura e de escrita

Barbeiro adormecido (filas de espera)

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Jantar de filosofos (1)

Filosofos comem/pensam

Para comer são necessários 2 garfos

Escolher um garfo de cada vez

Como prevenir deadlocks

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Jantar de filosofos(2) Solução errada do problema

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Jantar de filosofos(3) Soluçao do problema (parte 1)

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Jantar de filosofos(4) Soluçao do problema (parte 2)

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Acesso de leituras e de escritas

Reader

Writer

Reader Reader ReaderReader

Reader

Espera acessoexclusivo.

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Acessos de leituras e escritasUma solução para o problema

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Problema do barbeiro adormecido (1)

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Problema do barbeiro adormecido(2)Soluçao do problema.

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Problema:

No cenário do problema acesso de leituras e escritas

alterar a solução de modo a que o writer não espere

indeterminadamente.

Reader

Writer

Reader Reader ReaderReader

Reader

Espera acessoexclusivo.