Carlos Eduardo Batista Centro de Informática - UFPB bidu@ci.ufpb.br

Transcrição

1 Carlos Eduardo Batista Centro de Informática - UFPB bidu@ci.ufpb.br

2 Principais problemas programação concorrente Deadlocks (impasses) Starvation (inanição) Condições de corrida Erros de consistência na memória

3 Situação onde um sistema não pode progredir Dependência circular entre processos que precisam reservar certos recursos

4 Processo 1 Processo 2 Reserva a variável i Reserva a variável j Tentar reservar a variável j Tentar reservar a variável i Nenhum dos dois progride Memória Pode ocorrer em diversas situações em sistemas reais!!!

5 Duas ou mais threads são bloqueadas para sempre, esperando uma pela outra. Ou as threads estão bloqueadas esperando por um evento que nunca irá acontecer. Exemplo Dois carros vem se deslocando numa pista lado a lado, os dois ao mesmo tempo pede passagem e ficam esperando a resposta do outro No caso os dois carros ficam bloqueados, entrando em deadlock

6 Exemplo semáforos A and B, inicializados em 1 P0 P1!! wait (A); wait(b)!! wait (B); wait(a)!

7 Condição de exclusão mútua em um determinado instante de tempo, cada recurso está em uma de duas situações: ou associado a um único processo ou disponível Condição de posse e espera processos que, em um determinado instante, retêm recursos concedidos podem requisitar novos recursos Condição de não- preempção recursos concedidos previamente a um processo não podem ser forçosamente tomados desse processo eles devem ser explicitamente liberados pelo processo que os retém Condição de espera circular deve existir um encadeamento circular de dois ou mais processos; cada um deles encontra- se à espera de um recurso que está sendo usado pelo membro seguinte da cadeia

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9 Para prevenir o deadlock, é preciso garantir que, nunca se satisfaça qualquer uma das quatro condições necessárias para sua existência Soluções de prevenção de deadlock como o Algoritmo do Banqueiro (implementada com a presença das quatro condições) possuem limitações. A principal delas é a necessidade de um número fixo de processos ativos e de recursos disponíveis no sistema. Isso impede sua implementação na prática, pois é muito difícil prever o número de usuários no sistema e o número de recursos disponíveis.

10 Correção do Deadlock Soluções adotadas: Eliminar um ou mais processos Liberação de alguns recursos alocados aos processos para outros processos, até que o ciclo de espera termine. Após a solução do problema, retornar à execução do processo, sem perder o processamento já realizado (rollback)

11 Decorre de políticas injustas de escalonamento Consequência: alguns processos nunca têm acesso aos recursos desejados

12 Jantar dos filósofos Necessário garantir que os filósofos não entrem em deadlock ou starvation Para evitar deadlock, filósofos tentam pegar os garfos em diferentes ordem Tratar o tempo de pensar e comer como sendo um tempo finito, evitar stavation Considerar um estado intermerdiário, faminto, no qual ele quer comer e não consegue

13 Exemplos de Inanição Dois processos enviando repetitivamente mensagens um para o outro e um terceiro bloqueado, esperando por uma mensagem de um deles. Alocação de uma impressora. Considerando que o sistema utilize algum algoritmo que garanta que a alocação da impressora não vai levar a situações de deadlock, e considerando também que diversos processos desejam utilizá- la ao mesmo tempo, deve- se definir qual dos processos tem o direito de usá- la.

14 Interferência acontece quando duas operações, rodando em threads diferentes, atuam sobre o mesmo objeto. Interleaving significa que os passos realizados pelas operações se sobrepõem de forma não- determinística

15 Threads acessam uma variável compartilhada ao mesmo tempo As threads escrevem e lêem a variável O resultado de uma thread pode sobrescrever o da outra. O resultado da computação pode variar

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17 Quando as threads possuem diferentes visões de um determinado dado Exemplo Uma variável inteiro compar8lhada entre as threads l int contador = 0 Thread A incrementa a variável l contador++; Thread B imprime a variável l System.out.println(contador);

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19 Notas de aula Prof. Bruno Jefferson Notas de aula Prof. Edilberto Silva Notas de aula: XV Jornada de Cursos CITi (UFPE)