Klasické problémy meziprocesové komunikace – producent-konzument aj.

Meziprocesova komunikace: // tady by to chtělo rozvést a doplnit...

• Predavani zprav
• Primitiva send, receive
• Mailbox, port
• RPC
• Ekvivalence semaforu, zprav, ...
• Bariera, problem vecericich filozofu

Problem sdilene pameti

• Uvedene mechanismy
  • umisteni objektu ve sdilene pameti
• Nekdy neni vhodne
  • Bezpecnost - globalni data pristupna kteremukoliv procesu bez ohledu na semafor
• Nekdy neni mozne
  • Procesy bezi na ruznych strojich, komunikuji spolu po siti Reseni { predavani zprav

Predavani zprav

• send, receive
• Zavedeme 2 primitiva
  • send (adresat, zprava) - odeslani zpravy
  • receive(odesilatel, zprava) - prijem zpravy
  • Send Zprava (lib. datovy objekt) bude zaslana adresatovi
  • Receive Prijem zpravy od urceneho odesilatele Prijata zprava se ulozi do promenne "zprava\

Producent-konzument

• Dva procesy sdílejí společnou paměť (buffer) pevné velikosti N položek
• Jeden proces je producent - generuje nové položky a ukládá je do vyrovnávací paměti
• Paralelně běží proces konzument, který data vyjímá a spotřebovává
• Procesy mohou běžet různými rychlostmi => musí být zabezpečeno, aby nedošlo k přetečení/podtečení:
  • Konzument musí být schopen čekat na producenta, nejsou-li data
  • Producent musí být schopen čekat na konzumenta, je-li buffer plný

Klasicky se zde sdílená paměť řeší pomocí pole, kde se z jedné strany položky přidávají a z druhé odebírají. Index kam zapisovat/odebírat počítáme modulo velikost pole. Kolizím zabráníme pomocí dvou semaforů, kde jeden obsahuje informaci o počtu plných prvků pole (f) a druhý o počtu prázdných prvků (e).

• přidání prvku: P(e), V(f)
• odebrání prvku: P(f), V(e)

Problém večeřících filosofů

• 5 filosofů sedí kolem kulatého stolu
• Každý filosof má před sebou talíř se špagetami
• Mezi každými dvěma talíři je vidlička
• Špagety jsou tak klouzavé, že filosof potřebuje 2 vidličky, aby mohl jíst
• Když filosof dostane hlad, pokusí se vzít 2 vidličky; pokud uspěje, nějakou dobu jí, pak položí vidličky a pokračuje v přemýšlení
• Problémy: uvíznutí (všichni filozofové zvednou levou vidličku, žádný z nich už nemůže pokračovat), vyhladovění (pokud by filozofové vzali najednou levou vidličku, budou běžet cyklicky - vidí, že pravá není volná, položí…)
• Řešení - Dijkstra (pomocí semaforů)

Problém čtenářů a písařů

• Představme si velkou databázi, množina procesů se pokouší souběžně číst a zapisovat
• Více požadavků čtení - akceptovatelné
• Při zápisu nesmí nikdo jiný přistupovat, ani žádní čtenáři
• První čtenář, který dostane přístup do databáze, provede P(w), další pouze zvětšují čítač
• Po skončení čtenáři zmenšují čítač, poslední provede V(w)
• Semafor w zabrání vstupu písaře, pokud jsou čtenáři
• Semafor w také zabrání vstupu čtenářům, je-li písař