Sistemas Distribuídos. Professora: Ana Paula Couto DCC 064

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Eduardo Monteiro Rodrigues
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1 Sistemas Distribuídos Professora: Ana Paula Couto DCC 064

2 Sincronização - Relógios Lógicos Capítulo 6

3 Agenda Relógios Lógicos Relógios de Lamport Relógios Vetoriais

4 Algumas definições... Um sistema distribuído pode ser visto como uma coleção P de N processos p i, i = 1,2, N Cada processo p i possui um estado consistente s i Processos se comunicam através de mensagens Ações de um processo: enviar e receber mensagens, mudar o próprio status Evento: ocorrência de uma ação associada ao processo Eventos dentro de um processo p i podem ser totalmente ordenados pela relação acontece antes ( happened before ), ou seja, a b, se e somente se a ocorre antes de b em p i

5 Relógios Lógicos (Lamport,1978) Ao invés da sincronização de relógios, ordenação dos eventos: 1) Se dois eventos ocorrem no mesmo processo, então eles ocorrem na ordem observada pelo processo p i 2) Quando uma mensagem m é trocada entre dois processos, e a é o evento de envio e b o de recebimento, então a b 3) Relação acontece antes é transitiva

6 Relógios Lógicos (Lamport,1978)(I) a b ( p1) c d (p2) b c dado m1 d f dado m2 Nem todos os eventos podem ser relacionados através da relação acontece antes Consideremos a e e (processos diferentes, sem a existência de cadeias de mensagens entre os processos) Não estão relacionados através da relação ; são definidos como processos concorrentes; a e p 1 a b m 1 p 2 c d m 2 Physical time p 3

7 Relógios Lógicos (Lamport,1978) (II) Um relógio lógico é um contador monotonicamente crescente. NÃO precisa estar relacionado com o relógio físico. COMO FUNCIONA Cada processo p i tem o seu relógico lógico, C i que pode ser usado para aplicar timestamps lógicos aos eventos 1) C i é incrementado de 1 antes de cada evento no processo p i 2) Quando um processo p i envia mensagem m, o tempo t = C i é anexado a mensagem 3) Quando p i recebe (m,t), o relógio é atualizado para C i := max(c j, t) antes de aplicar 1)

8 Relógios Lógicos (Lamport,1978) (III) Em cada um dos processos p1, p2, p3 o relógio lógico é inicializado com zero Os valores dos relógios lógicos são aqueles imediatamente após o evento, por exemplo, 1 para a, 2 para b. Juntamente com m1, o valor 2 é enviado e o relógio em p2, após o evento c, recebe o max(0,2)+1 = 3 a b implica em C(a)<C (b ) MAS C(a)<C (b ) NÃO implica em a b 1 2 p 1 a b m 1 C(b) > C(e) mas b e p c d m 2 Physical time p 3 1 5

9 Relógios Lógicos (Lamport,1978) (IV)

10 Relógios Vetoriais (Mattern, Figdge,1988) (I) Relógios vetoriais - implementados para evitar a limitação dos relógios de Lamport: C(a) < C(b) não implica a acontece antes de b Vetores com marcas de tempo são usados para os eventos locais em cada processo Seja VC i [I] o número de eventos ocorridos em p i até o instante de tempo em questão Seja VC i [j], o número de eventos que ocorreram em p j, portanto p i sabe quantos eventos ocorreram em p j

11 Relógios Vetoriais (Mattern, Figdge,1988) (II) Como Funciona Vetor de relógios VC i no processo p i é um vetor de N inteiros 1) Inicialmente CV i [j] = 0 for i, j = 1, 2, N 2)antes de cada evento, p i executa CV i [i] := CV i [i] +1 3) p i envia t = CV i em cada mensagem transmitida 4) quando p i recebe (m,t), o processo ajusta CV i [j] := max(cv i [j], t[j]) j = 1, 2, N (antes do próximo evento adiciona 1 ao seu próprio contador de eventos)

12 Relógios Vetoriais (Mattern,Figdge,1988) (III) p1: a(1,0,0); b (2,0,0) envia (2,0,0) juntamente com a mensagem m1 Em p2, no recebimento de m1, o vetor de relógios é modificado para max ((0,0,0), (2,0,0)) = (2, 0, 0) adicionando 1 ao seu próprio relógio = (2,1,0) Neste caso, o evento c 'sabe' que ocorreram 2 eventos no processo p1 antes da ocorrência do evento c em p2 =,<=, max: devem ser realizadas entre pares de elementos (1,0,0) (2,0,0) p 1 a b m 1 p 2 (2,1,0) (2,2,0) c d m 2 Physical time p 3 (0,0,1) e f (2,2,2)

13 Algumas considerações... Algoritmos de Cristian e Berkeley sincroniza relógios físicos, apesar da defasagem entre relógios e retardos das mensagens Para ordenar eventos em computadores diferentes, sincronização dos relógios nem sempre pode ser feito A relação acontece antes resulta em uma ordenação parcial dos eventos Relógios de Lamport são contadores que mudam de acordo com o relacionamento de acontece antes entre os eventos Relógios vetoriais são uma melhora nos relógios de Lamport, onde dois eventos são ordenados pela relação acontece antes ou são concorrentes através da comparação dos vetores com marcas de tempo

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