Semafory: definicje, rodzaje, przykłady, Prezentacje z Computer Science

Pobierz Semafory: definicje, rodzaje, przykłady i więcej Prezentacje w PDF z Computer Science tylko na Docsity!

Semafory

Jarosław Kuchta

Operacje

• podniesienie semafora V(s)
• opuszczenie semafora P(s)
  • Operacje są niepodzielne

(atomowe), tzn. że żadna z

tych operacji nie może

zostać przerwana.

Semafor ogólny (definicja klasyczna Dijkstry)

• Zmienna całkowita S:
  • podniesienie – V(S): S = S + 1;
  • opuszczenie – P(S): while (S<=0); S = S – 1;
• Nie spełnia warunku niepodzielności

Semafor ogólny (definicja praktyczna BenAriego)

• Zmienna całkowita S:
  • podniesienie – V(S):

if (są procesy wstrzymane podczas opuszczania S)

wznów jeden z nich;

else

S = S +1;

• opuszczenie – P(S):

if (S>0)

S = S – 1;

else

wstrzymaj;

• Spełnia warunek niepodzielności

Semafor binarny (definicja klasyczna)

• Zmienna logiczna S:
  • podniesienie – VB(S): S = 1;
  • opuszczenie – PB(S): while (S!=1); S = 0;

Semafor binarny (definicja praktyczna)

• Zmienna logiczna S:
  • podniesienie – VB(S):

if (są procesy wstrzymane podczas opuszczania S)

wznów jeden z nich;

else

S = 1;

• opuszczenie – PB(S):

if (S==1)

S = 0;

else

wstrzymaj;

Semafor dwustronnie ograniczony

• Zmienna całkowita S z zakresu (0..N):
  • podniesienie – V(S): if (S==N) wstrzymaj; else if (są procesy wstrzymane podczas opuszczania S) wznów jeden z nich; else S = S + 1;
  • opuszczenie – P(S): if (S==0) wstrzymaj; else if (są procesy wstrzymane podczas opuszczania S) wznów jeden z nich; else S = S – 1;

Semafor uogólniony

• Operacje podniesienia i opuszczenia mają dodatkowy operand

n

• podniesienie – V(S, n ): if (są procesy wstrzymane podczas opuszczania S o m ) { wznów jeden z nich; S = S – m + n ; } else S = S + n ;
• opuszczenie – P(S, n ): if (S >= n ) S = S – n ; else wstrzymaj;

Przykłady

• Producenci i konsumenci

• Czytelnicy i pisarze

• Pięciu filozofów

1 producent i 1 konsument

void Producent () { Dane dane; int i = 0; while (true) { Produkuj (out dane); P(Wolne); bufor [i] = dane; i = (i + 1) % N; V(Pełne); } } void Konsument () { Dane dane; int j = 0; while (true) { P(Pełne); dane = bufor [j]; j = (j + 1) % N; V(Wolne); Konsumuj (dane); } } Semaphore Wolne = N; Semaphore Pełne = 0; Dane[] bufor = new Dane[N];

Czytelnicy i pisarze

void Czytelnik () { while (true) { Własne_Sprawy(); P(Wolne); Czytanie(); V(Wolne); } } void Pisarz () { while (true) { Własne_Sprawy(); PB(W); for (int j=0; j<M; j++) P(Wolne); Pisanie(); for (int j=0; j<M; j++) V(Wolne); VB(W); } } int M; // liczba czytelników int P; // liczba pisarzy Semaphore Wolne = N; // liczba miejsc w czytelni BinarySemaphore W = 1; // wzajemne wykluczanie się pisarzy

Pięciu filozofów (z możliwością zagłodzenia)

BinarySemaphore[] Pałeczki = new BinarySemaphore[] {1, 1, 1, 1, 1};

void Filozof(int i)

while (true)

Myślenie();

PB(Pałeczki, i);

PB(Pałeczki, (i+1) % 5);

Jedzenie();

VB(Pałeczki, i);

VB(Pałeczki, (i+1) % 5);