Условные критические участки
Предположим, например, что один процесс изменяет некоторую переменную с целью, чтобы другой процесс считывал ее новое значение. Второй процесс не должен считывать значения переменной до тех пор, пока оно не будет изменено. Аналогично, первый процесс не должен изменять значение переменной до тех пор, пока все остальные процессы не считают ее предыдущие значения.
Для решения этой проблемы предложено удобное средство, называемое условным критическим участком. Он имеет вид:
with общперем when условие dо критический участок.
При входе в критический участок проверяется значение условия. Если оно истинно, критический участок исполняется как обычно, но если условие ложно, данный вход в критический участок задерживается, чтобы позволить другим процессам войти в свои критические участки и изменить общую переменную. По завершении каждого такого изменения происходит перепроверка условия. Если оно стало истинным, отложенному процессу позволяют продолжать исполнение своего критического участка; в противном случае процесс вновь откладывается. Если можно запустить более чем один из приостановленных процессов, выбор между ними произвольный.
Мониторы
Своим возникновением и развитием мониторы обязаны понятию класса. Основной идеей является то, что все осмысленные операции над данными (включая их инициализацию) должны быть собраны вместе с описанием структуры и типа самих данных; активизация этих операций должна происходить при вызове процедуры всякий раз, когда этого требуют процессы, совместно использующие данные. Важной характеристикой монитора является то, что одновременно может быть активным только одно из его процедурных тел; даже когда два процесса одновременно делают вызов процедуры (одной и той же или двух различных), один из вызовов («ждет») откладывается до завершения другого. Таким образом, тела процедур ведут себя как критические участки, защищенные одним и тем же семафором.
|
|
|
Приведем пример очень простого монитора, ведущего себя как счетчиковая переменная. В обозначениях языка PASCAL он имеет вид
Пример 3.31.
1 monitor счет;
2 vаr n : integer
3 рrocedure* вверх; begin n:= n + 1 еnd;
4 рrocedure* вниз; when > 0 dо begin n:= n - 1 еnd;
5 function* приземл. Вооlеаn; begin приземл:= (n = 0) еnd;
6 begin n:= 0;
7 ...;
8 if n ≠ 1 then рrint(n)
9 еnd
Строка 1 описывает монитор с именем счет.
Строка 2 описывает локальную для монитора общую переменную n. Она доступна только внутри самого монитора.
Строки 3 - 5 описывают три процедуры и их тела. Звездочки обеспечивают вызов этих процедур из программы, использующей монитор.
Строка 6 здесь начинается исполнение монитора.
|
|
|
Строка 7 три жирные точки обозначают внутреннее предложение, соответствующее блоку, который будет использовать монитор.
Строка 8 при выходе из использующего блока печатается конечное значение n (если оно ненулевое).
Новый экземпляр монитора может быть описан локальным для блока Р:
instanсе ракетa: счет; Р.
Внутри блока Р можно вызывать помеченные звездочками процедуры, используя команды:
ракета.вверх;... ракета.вниз;...;, if ракета.приземл then...
Непомеченная же процедура или такая переменная, как n, недостижимы из Р. Свойственное мониторам взаимное исключение позволяет вызывать процедуру монитора любому числу процессов внутри Р без взаимного влияния при изменении n. Заметим, что попытка вызвать ракета.вниз при n = 0 будет отложена до тех пор, пока некоторый другой процесс внутри Р не вызовет ракета.вверх. Это гарантирует, что значение n никогда не станет отрицательным.
Неэффективность повторяющейся проверки входных условий привела к появлению мониторов с более сложной схемой явного ожидания и явной подачей сигнала о возобновлении ожидающего процесса. Эти схемы даже позволяют приостанавливаться процедурному вызову в процессе его исполнения под воздействием автоматически возникающего исключения до того момента, когда некоторый последующий вызов процедуры другим процессом подаст сигнал о возобновлении приостановленного процесса. Таким путем можно эффективно реализовать множество оригинальных способов планирования, которые реализуются программой-планировщиком.
|
|
|
Так как в мониторе ожидающих процессов может быть несколько, простой порядок обслуживания очереди состоящий в том, что освобождается процесс, ожидающий дольше всех, гарантирует, что ни один из обратившихся процессов не будет задержан на неопределенное время.
Дата добавления: 2015-12-20; просмотров: 19; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!