Comunicação entre Threads

Exclusão mútua

• Uma boa solução:
  • Nunca dois oricessis oidem estar simultaneamente em suas regiões críticas
  • Nada pode ser afirmado sobre a velocidade ou sobre número de CPUs
  • Nenhum processo executando fora de sua região crítica pode bloquear outros processos
  • Nenhum processo deve esperar eternamente para entrar em sua região crítica

Técnicas de implementação de exclusão mútua

• Inibir interrupções
• Com espera ocupada
• Com bloqueio de processos

Inibir interrupções

• Se for possível desabilitar interrupções, um processo pode desabilitar e ligar antes e depois de acessar sua região crítica, respectivamente
• Um processo que desabilitou as interrupções não pode ser retirado a força da CPU, não é interrompido pelo escalonador
• Sendo assim, não há problemas de acesso concorrentes.

Porém, esse método possui consequências. Dentre elas:

• Ao inibir, um algoritmo garante todas as características.
• Se o programador esquece de habilitar as interrupções, não vai haver troca de contexto e o programa vai monopolizar a CPU. Deixando uma brecha muito grande para vírus.
• Função amplamente utilizada apenas em modo kernel, o programados no espaço de usuário não tem acesso à essa chamada.

Espera ocupada

A espera ocupada, se chama "Busy Wait". O fato de utilizar a CPU para fazer teste de comparação.

• While (vez != minha) {};
• Deve ser utilizada quando há uma expectativa de esperar um pouco/muito pouco
• Algumas vezes obrigatória em modo kernel

Estrita Alternância

• Ela resolve o problema da exclusão mútua para dois processos
• É importante que os processos sejam parecidos

• O outro processo aguarda a saída

• Desvantagem: Não deve ser utilizada quando um processo é muito mais lento que o outro

• Ela viola a regra de um processo fora da seção crítica bloquaear outro processo

Algoritmo de Peterson

• As threads devem ter identificador, com variável global que indica a vez de execução e um vetor que indica a intenção das threads
• Ele minimizou o número de loops e comporações necessárias
• Os processos possuem id único (0 ou 1)

Olhar slides, tem explicacao de código

Instrução TSL

• Neste caso, a instrução testa e altera um vlaor de maneira atômica (indivisível)
• Operações âtomicas são importantes em diversas áreas da computação
• Desta forma, podemos fazer um código parecido com as variáveis de impedimento

while (test_and_set(v) != 0 {})

• A instrução TSL equivale logicamente a:

    while (lock == 0) {};
    lock = 1;

Desvantagens da Espera Ocupada

• Deve ser utilizada em modo protegido ou quando a espera pelo lock for baixa
• Quando o tempo da espera, (valor da região crítica), demora menos de uma janela de timeslice, se sua fatia de tempo é maior que o tempo de esfera, não vale a pena usar bloqueio de processo.
• Existe o probelma de prioridades invertidas, quando utiliza-se um escalonador de prioridade estática.

Prioridade Invertida

• Quando colocamos threads com prioridades diferentes, e rodamos em Espera ocupada, imagina que eu tenho uma thread de prioridade baixa e uma de alta, quando o de baixa entra na seção crítica e o de alta começa a executar, o de alta vai tentar entrar na seção crítica, usando a CPU, chamando o escalonador, e entrando em loop. Pois o sistema vai pegar o de prioridade alta.
• Não se pode utilizar espera ocupada onde temos 2 processos de prioridades diferentes.

Bloqueio de processos

O processo espera a permissão de entrada na seçao crítica e executa uma primitica, chamada de sistema que causa o seu bloqueio até que a seção crítica seja liberada

• ```if(vez != minha) wait_my_turn(vez);````
• O bloqueio ocasiona uma troca de contexto entre processos/threads e pode causa uma espera longa
• Chamadas blocantes podem ser não estar disponíveis em modo protegido

Sexta entramos nisso