Monitory

Aktuální verze z 10. 6. 2014, 09:32

Monitor je synchronizační primitivum, které se používá pro řizeni přístupu ke sdíleným prostředkům. Jeho zvláštností je, že jde o speciální konstrukci programovacího jazyka (musí ho tedy implementovat překladač), typicky implementovanou pomocí jineho synchronizačního primitiva. Výhodou monitoru oproti jiným primitivum je jeho vysokoúrovňovost - snadněji se používá a je bezpečnější. Při jeho použití je méně pravděpodobné, že programátor udělá chybu.

• Monitor je speciální typ modulu, ve kterém jsou sdružena data a procedury, které s nimi mohou manipulovat
• Monitory musí umět rozpoznat překladač a přeložit je do odpovídajícího kódu
• Procesy mohou volat procedury monitoru, ale nemohou přímo přistupovat k datům monitoru
• V monitoru může být v jednu chvíli AKTIVNÍ pouze jeden proces; ostatní jsou při pokusu o vstup do monitoru pozastaveny.
• Monitory poskytují speciální typ proměnné nazývané podmínka
• Podmínky mohou být definovány a použity pouze uvnitř monitoru
• Nad podmínkami jsou definovány dvě operace:
  • c.wait - volající bude pozastaven nad podmínkou c. Pokud je některý proces připraven vstoupit do monitoru, bude mu to dovoleno
  • c.signal - pokud existuje jeden nebo více procesů pozastavených nad podmínkou c, reaktivuje jeden z pozastavených procesů, tj. bude mu dovoleno pokračovat v běhu uvnitř monitoru pokud nad podmínkou nespí žádný proces, nedělá nic

Pozor, pokud by signál pouze vzbudil proces, běžely by v monitoru dva. Možná řešení:

• Hoare - proces volající c.signal se pozastaví a vzbudí se až poté co předchozí rektivovaný proces opustí monitor nebo se pozastaví
• Hansen - Signal smí být uveden pouze jako poslední příkaz v monitoru. Po volání signal musí proces opustit monitor

V Javě jsou monitory implementovány pomocí klíčového slova synchronized. Zde je problém více vláken v monitoru vyřešen tak, že čekající může běžet až poté, co proces volající signál opustí monitor.

[editovat] Monitor - závozník

//stav skladu
int pivo = 10;
int vino = 100;
cond c1, c2; //podmínkové proměnné

getPivo(){
  while(pivo < 1){
    wait(c1);
  }
  pivo--;
}

zavozPiva(){
  pivo++;
  signal(c1);
}

zavozPiva(pocet){
  pivo = pivo + pocet;
  broadcast(c1); //vzdudí všechny čekající na pivo
}

getVino(){
  ...analogicky..
}
zavozVina(){
  ...analogicky..
}
zavozVina(pocet){
  ...analogicky..
}

Je-li počet čekajících na pivo větší než počet zavezených piv, tak se jen vzbudí a znovu uspí => neefektivní!

Implementace monitoru v programovacím jazyce C je realizována pomocí MUTEXu + podmínkových proměnných.