Bruna Rafaella da Costa Moura Silvana dos Santos Lima Faculdade de Ciências e Tecnologia Mater Christi Sistemas de informação Exclusão mútua Bruna Rafaella da Costa Moura Silvana dos Santos Lima

Introdução Problema Seções críticas Exclusão mútua Algoritmos centralizados Algoritmos distribuídos Algoritmos anel Conclusão

Introdução Iremos discutir o problema de garantir exclusividade de execução para um processo, em um sistema de processos concorrentes. Assim como os sistemas centralizados, os sistemas distribuídos enfrentam o problema de gerenciar recursos compartilhados sem comprometer a sua consistência.

Problema As instruções envolvidas no acesso a recursos globais compartilhados são intercaladas pelo escalonador fora do controle do programador. Recursos que não podem ser usados simultaneamente por diversos processos.

Seção crítica Trecho de código de um programa onde as instruções não podem ser intercaladas com a de outro programa, onde os dados compartilhados são acessados. É o trecho de um programa que deve ser executado sobre exclusão mútua.

Estrutura típica de um processo Repeat entrada da seção crítica; seção crítica; saída da seção crítica; resto do processo; Until false;

Exclusão mútua É uma técnica usada em programação concorrente para evitar que dois processos ou threads tenham acesso simultaneamente a um recurso compartilhado, acesso esse, denominado por seção crítica.

Um algoritmo que implementa exclusão mútua deve satisfazer os seguintes critérios: Exclusão mútua: dado um recurso compartilhado que pode ser acessado por diversos processos ao mesmo tempo, somente um processo pode acessar aquele recurso a qualquer momento. Starvation: cada processo que requisita o recurso deve recebê-lo em algum momento.

Algoritmo centralizado Um processo é escolhido para ser o coordenador; Cada processo tem que pedir autorização ao coordenador para entrar na SC; Se não existe processo acessando a SC, então o coordenador pode imediatamente garantir acesso ao processo que fez a requisição; Se mais de um pede acesso à SC, então só um ganha acesso; Após termino de uso, próximo informa coordenador; Coordenador então pode liberar SC para outro processo (se existir)

Algoritmo centralizado Desvantagens Baixa tolerância a falhas, se o coordenador falhar, possivelmente, todo o sistema falhará. O coordenador pode se tornar um gargalo do sistema.

Processo 1 solicita ao coordenador permissão para entrar na RC. Processo 2 solicita ao coordenador permissão para entrar na mesma RC. Permissão negada. Quando o processo 1 sai da RC, ele avisa ao coordenador que libera o processo 2.

Algoritmo distribuído Se o processo deseja acessar SC, então ele envia uma mensagem para todos os outros processos Mensagem contém: Identificador do processo nome da SC que ele deseja acessar um timestamp único gerado pelo processo que enviou a mensagem

Ao receber mensagem processo: Responde ao processo que enviou mensagem e garante acesso a SC se: não quer acessar a SC quer acessar a SC, mas seu timestamp é maior que o timestamp do processo que enviou a mensagem Não responde se: processo que recebeu mensagem está executando na SC processo está esperando para acessar SC e seu timestamp é menor que o timestamp do processo que enviou a mensagem

Algoritmo distribuído Desvantagens O único ponto de falha foi substituído por n pontos de falha; O tráfego gerado na rede é muito maior; Em sistemas muito grandes todos os processos se tornam possíveis gargalos;

Algoritmo de token Neste método, exclusão mútua é conseguida pelo uso de um token único que circula entre os processos do sistema Um token é uma mensagem especial que dá ao detentor da mensagem direito de acesso a SC Para que o algoritmo seja justo, os processos são organizados em um anel O token circula entre os processos no anel sempre na mesma direção

Algoritmo de token Desvantagens Se o token se perder há a necessidade de se criar um novo É difícil detectar a perda to token; Se algum processo falhar, seu vizinho deve identificar a falha e removê-lo do anel;

Conclusão