Processos e Threads e em sistemas distribuídos. Prof. Me. Hélio Esperidião

Transcrição

1 Processos e Threads e em sistemas distribuídos. Prof. Me. Hélio Esperidião

2 Processos Sistemas operacionais modernos criam vários processadores virtuais, cada um para executar um programa. Para monitorar os processadores virtuais o sistema operacional tem uma tabela de processos que contem entradas para armazenar valores de registradores de CPU, mapas de memoria, arquivos abertos, etc

3 Papel do Sistema Operacional É responsável por assegurar que processos independentes não afetem (modos intencional, malicioso ou acidental) o comportamento dos outros processos sendo executados. Transparência no compartilhamento da mesma CPU e outros recursos de hardware.

4 Transparência implica em custo Criação de espaço de endereços completamente independente. Chavear a CPU entre dois processos Salvar o contexto da CPU Troca de informacoes entre disco e memoria principal

5 Sistemas tradicionais Cada processo possui o seu próprio espaço de endereçamento e um único fluxo de execução

6 Problemas relacionados a um único fluxo. Um servidor de arquivos deve esperar por requisições feitas ao disco. O fluxo de execução que fez a requisição é bloqueado e espera a aguarda a resposta

7 Vários Fluxos de Execução Se o servidor de arquivos e implementado usando diferentes fluxos de execução, outras requisições de clientes podem ser processadas, enquanto o primeiro fluxo aguarda a resposta do disco.

8 Threads Cada um dos fluxos de execução de um processo é chamado de thread Threads podem ser vistas como mini-processos Cada thread executa sua própria porção de código Threads compartilham a CPU do mesmo modo que diferentes processos (timesharing)

9 Threads em sistemas não distribuídos Threads que fazem parte de um mesmo processo não são independentes como o caso de diferentes processos. TODOS threads em um mesmo processo possuem mesma região de memoria, compartilhando as mesmas variáveis globais. Um determinado thread pode ler, escrever ou mudar a pilha de dados de um outro thread. Protecao deve ser feita pela 'aplicacao'

10 Estados das Threads Threads podem estar em diferentes estados: executando bloqueado pronto finalizado

11 Principais Vantagens: Explorar paralelismo ao executar um programa em um sistema multiprocessador. Cada thread e designado a uma CPU, enquanto dados compartilhados são armazenados em memoria compartilhada.

12 Threads em Sistemas Distribuídos Threads são particularmente atraentes para utilização em sistemas distribuídos Facilitam muito expressar comunicação na forma de manter múltiplas conexões logicas ao mesmo tempo.

13 Threads em Sistemas Distribuídos Sistemas distribuídos que operam em redes de longa distancia Escondem longos tempos de propagação de mensagens entre processos. Uma maneira de ocultar latências de comunicação é iniciar a comunicação e imediatamente prosseguir com outra atividade.

14 Clientes Multithreads Browsers Web Documento Web consiste em: texto, imagens, icones, etc. A cada elemento, browser estabelece uma conexao TCP/IP, para ler os dados e passar ao monitor do usuário Operações bloqueadoras: estabelecimento da conexão, leitura de dados. Browsers começam a exibir dados enquanto a medida em que novas informações chegam.

15 Clientes Multithreads Browsers Web Caso o servidor esteja em sobrecarga, ter um cliente multithread possibilita estabelecer conexões com diferentes servidores, permitindo transmissão dos dados em paralelo

16 Servidores Multithreads Exemplo servidor de arquivos. Servidor de arquivos normalmente espera pela entrada de uma requisição para uma operação de arquivo e, na sequencia, executa a requisição e então devolve a resposta. Problemas: Estados de bloqueio. Como aumentar o desempenho?

17 Funcionamento de servidores multithreads: Requisições são enviadas por clientes para uma porta no servidor Thread despachante lê requisições que entram para uma operação de arquivo Servidor escolhe um thread operário Se o thread escolhido estiver suspenso, outro thread e selecionado para ser executado:

18 Servidores Multithreads

19 Atividade Prática. 1. Fazer um servidor(socket TCP JAVA) que atenda aos clientes invertendo a string recebida. 2. Modifique o arquivo do servidor do exercício um para tratar as requisições dos clientes de forma concorrente. Utilize threads. 3. Modifique o arquivo do servidor exercício 2 para garantir que apenas 8 threads sejam executadas por vez.