Disciplina de Sistemas Distribuídos. Sincronização em SD. Prof. M.Sc. Alessandro Kraemer Kraemer

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Otávio Porto Farinha
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1 Disciplina de Sistemas Distribuídos Sincronização em SD Prof. M.Sc. Alessandro

2 Cronograma Contextualização Tipos de sincronização Mecanismos para sincronização da região crítica Exclusão mútua Semáforos Monitores Exemplo de Semáforo

3 Contextualização Envio e recebimento de dados Sistema A Porta 80 Porta 1025 Sistema B Sistema... Porta... Porta... Sistema... S.O. Linux S.O. Windows O estabelecimento e sequência da comunicação são determinados pelos protocolos. Os programas (sistemas) gerenciam o acesso concorrente e a sincronização.

4 Contextualização Em programas concorrentes, não é possível determinar a ordem em que os eventos vão ocorrer. É necessária alguma forma de sincronização entre processos. Sincronizar processos significa coordenar as tarefas paralelas no tempo.

É necessária alguma forma de sincronização entre processos.

5 Contextualização A sincronização é feita especificando o ponto no programa onde duas ou mais. tarefas devem estar para que possam continuar a execução. Sincronizar também é organizar processos que tentam acessar uma região em memória (região crítica), procurando evitar deadlocks.

tarefas devem estar para que possam continuar a execução.

6 Tipos de sincronização Os processos se comunicam através de mensagens (send/receive). Cada processo executa um código idêntico, mas os dados recebidos na mensagem são diferentes. Esses dados podem alterar a região critica e por isso esse acesso deve ser controlado com mais cuidado. Cada processo também possui uma identificação única (UID) que é utilizada para sincronização.

Esses dados podem alterar a região critica e por isso esse acesso deve ser controlado com

7 Tipos de sincronização Região crítica A sincronização procura evitar deadlocks receive Send... Processo: -- Códigos idênticos -- UID diferentes -- Dados diferentes receive Send... Processo: -- Códigos idênticos -- UID diferentes -- Dados diferentes

.. Processo: -- Códigos idênticos -- UID diferentes -- Dados

8 Mecanismos para sincronização da região crítica Exclusão mútua Semáforo Monitor implementam e adaptam a exclusão mútua

9 Exclusão mútua Controle de acesso a regiões críticas Algoritmo centralizado: 1. Um processo é eleito o coordenador; 2. Os processos concorrentes devem requisitar permissão de acesso ao coordenador 3. Um processo que termina de fazer acesso a uma região crítica deve comunicar a liberação da região ao coordenador; 4. Processos que tentam entrar em uma região crítica ocupada devem aguardar em uma fila controlada pelo coordenador.

Os processos concorrentes devem requisitar permissão de acesso ao coordenador 3.

10 Exclusão mútua Eleição do coordenador Algoritmo de Bully: 1. Um processo P envia uma mensagem ELECTION para todos os processos de maior número. 2. Se nenhum processo responde, P vence a eleição e se torna o coordenador. 3. Se um dos processos responde este inicia sua participação na eleição a partir do passo 1. O trabalho de P está feito.

Se nenhum processo responde, P vence a eleição e se torna o coordenador. 3.

11 Semáforos Dijkstra (o mesmo dos protocolos de estado de enlace) introduziu a noção de semáforo para impor a exclusão mútua entre processos. O semáforo é uma variável inteira utilizada para parar ou liberar processos. Existe uma fila associada a essa variável onde processos bloqueados ficam no aguardo. Um vez iniciado um método, ele vai até o fim sem interrupção.

O semáforo é uma variável inteira utilizada para parar ou liberar processos.

12 Monitores O principal objetivo desta técnica é evitar código duplicado em cada processo. O acesso a região crítica é controlado pelo monitor. Existe uma fila de processos e na medida que são atendidos eles evocam métodos do monitor. A fila é formada dentro do monitor. Somente um processo por vez pode ser executado dentro do monitor (exclusão mútua).

Existe uma fila de processos e na medida que são atendidos eles evocam métodos do

13 Exemplo de Semáforo Em java usa-se a classe Semaphore (pacote java.util.concurrent) Estes são os métodos mais importantes: acquire adquire uma ou mais permissões bloqueantes release libera as permissões adquiridas availablepermits numero de permissões disponíveis Cada acesso é uma permissão.

ou mais permissões bloqueantes release libera as permissões adquiridas

14 Exemplo de Semáforo No construtor da classe é possível definir se existe Fila ou se não há garantia de ordem dos acessos. // semáforo com 10 permissões e FILA Semaphore semafifo = new Semaphore (10, true) ; // semáforo com 10 permissões sem FILA Semaphore sema = new Semaphore (10) ;

// semáforo com 10 permissões e FILA Semaphore semafifo = new

15 Exemplo de Semáforo import java.util.concurrent.semaphore; public class AcessoBD { //... já existe um atributo bd que dá acesso ao Banco de Dados private Semaphore sema; public AcessoBD ( ) { sema = new Semaphore(10); // 10 permissões } } public void insere(string pstrsql) throws InterruptedException { sema.acquire( ); // adquire uma permissão bd.insere(pstrsql); sema.release( ); // libera uma permissão }

) { sema = new Semaphore(10); // 10 permissões } } public void insere(string pstrsql) throws

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