Programação Concorrente

Programação Concorrente

1. Vantagem

   • aproveita o tempo do processado
   • Aplicações paralelas podem te execução benéfica
   • Execução em multiiprocessadores será mais rápido
   • Melhora a utilização de periféricos

2. Desvantagens

   • Identificar código para rescrever aplicação
   • Nem toda aplicação pode ser concorrente
   • Mais complexo

3. Threads

   • compartilham os recursos de um processos
     • código e dados
   • tem seu próprio contexto de execução e sua pilha
   • A gerência é mais leve
     • Criação destruição sincronização
     • Troca de contexto
       • Mias rápida
         • informações da MMU não precisa ser modificada
           • Mesma tabela de páginas
   • Implementação
     • Nível usuário
       • Biblioteca
       • N:1 (many-to-one)
       • SO divide tempo entre processos e as bibliotecas em threads
       • Chaveamento rápido
       • menor custo para criação e destruição
       • E/S bloqueia a threads
       • threads do mesmo processo não pode exe. paralemente
     • Nível sistema
       • Implementado diretamente pelo SO
       • 1:1 (One-to-one)
       • Executadas por chamadas de sistema
     • Misto
       • M:N (many-to-many)
       • Através de uma biblioteca as threads do programa para serem exe. em uma ou mais threads

4. Especificações

   • Parbegin e parend
     • Especifica paralelismo
       • Não resolve todos casos
     • implementado como nova estrutura de controle e na forma de bibliotecas
   • Podem ser implementados em forma de bibliotecas
     • Fork()
       • Cria um segundo fluxo
     • Exit()
       • Encerra
     • Wait()
       • fluxo de controle espera pelo final de outro

5. Problema da seção critica

   • Acesso silmutanio
   • Quando um processo esta em sua seção critica os outros não podem entrar em sua seção
   • Solução
     • estará correta quando
       • Progresso
         • Um processo não pode ser impedido de entrar na seção critica caso nenhum outro processo esteja nela
       • espera limitada
         • não pode ter seu acesso a seção critica postergado
       • exclusão mutua
     • Desabilitar as interrupções antes da seção critica e habilita-las posteriormente
     • Desabilitar interrupções
     • Condição corrida (race condition)
       • Depende da ordem em que os acessos são feitos
     • Protocolo de acesso
     • busy-waiting (espera ocupada)
       • Aguarda num laço vazio
   • Solução erradas
     • Deadlock
       • condições necessárias
         • Exclusão mútua, segura e espera , recursos não preeptados, fila de espera circular
     • Se houver prioridade aumenta a chance de dealock

6. Spin-Lock

   • Usado instruções de maquinas
     • Test-and-set, Swap, Compare on store
   • Seção critica protegida por int lock=0
   • Vantagens
     • Simplicidade
     • Não é necessario desabilitar interrupções
     • intruções disponiveis em processos atuais
   • Desvantagens
     • Espera ocupada
     • postergação idefinida
   • Usado em pequenas seções criticas, seção critica opupada baixa

7. Semáforo

   • Composto por um registro de valor inteiro e uma fila de processo
   • Semáforo inicia em 1
     • 0 ocupado (lock)
     • 1 livre (unlock)
   • Usado para relações de precedência entre processos
   • Pode-se ordenado por critério de prioridade
   • multiprocessadores não basta desabilatar as interrupções tem que usar spin-loks

8. Menssagens

   • Sem memória compartilhada
   • Send e Recive
   • endereçamento
     • Direto
       • Especifica o numero do processo
     • Indireto
       • Caixa postais
       • processo não precisa saber o endereço dos demais procesoss
   • Mensagem podem ser armazenadas em buffer
     • Assim não bloqueia a comunicação
   • Rendezvous
     • porcesso que executou send é bloqueado até que o outro processo execute receive
   • RPC - remote procedure call
     • empacota parâmetros de entrada em uma mensagem

9. Produto-consumidor

   • buffer
     • dados armazenados temporariamente
     • circular
     • Cheio
       • produtor espera
     • Vazio
       • consumidor espera
   • Problemas podem ser resolvidos com mensagens