Esercitazioni 7 e 8

Università degli Studi della Calabria
Corso di Laurea in Ingegneria Informatica
A.A. 2001/2002
Sistemi Operativi
Corsi A e B
Esercitazioni 7 e 8
Bounded Buffer con sincronizzazione Java (1)
public class BoundedBuffer
{
private int buffer[];
private int in=0, out=0, count=0, dim;
public BoundedBuffer (int dim)
{
this.dim=dim;
buffer=new int[dim];
}
public synchronized int get ()
{
/* lucidi seguenti */
}
public synchronized void put (int item)
{
/* lucidi seguenti */
}
}
Sistemi Operativi
P.Trunfio – R.Ortale
Bounded Buffer con sincronizzazione Java (2)
public synchronized int get ()
{
while (count==0)
{
try { wait(); }
catch (InterruptedException e) { }
}
int item = buffer[out];
out=(out+1)%dim;
count--;
notifyAll();
return item;
}
Sistemi Operativi
P.Trunfio – R.Ortale
Bounded Buffer con sincronizzazione Java (3)
public synchronized void put (int item)
{
while (count==dim)
{
try { wait(); }
catch (InterruptedException e) { }
}
buffer[in] = item;
in=(in+1)%dim;
count++;
notifyAll();
}
Sistemi Operativi
P.Trunfio – R.Ortale
Bounded Buffer con sincronizzazione Java (4)
public class Consumer extends Thread
{
private BoundedBuffer buffer;
private int id;
public Consumer (BoundedBuffer buffer, int id)
{
this.buffer = buffer;
this.id = id;
}
public void run ()
{
for (int i=0; i<10; i++)
{
int value = buffer.get();
System.out.println ("Consumer #"+id+" ha estratto "+value);
}
}
}
Sistemi Operativi
P.Trunfio – R.Ortale
Bounded Buffer con sincronizzazione Java (5)
public class Producer extends Thread
{
private BoundedBuffer buffer;
private int id;
public Producer (BoundedBuffer buffer, int id)
{
this.buffer = buffer;
this.id = id;
}
public void run ()
{
for (int i=0; i<10; i++)
{
buffer.put(i);
System.out.println ("Producer #"+id+" ha inserito "+i);
}
}
}
Sistemi Operativi
P.Trunfio – R.Ortale
Bounded Buffer con sincronizzazione Java (6)
public class BBTest
{
public static void main (String args[])
{
BoundedBuffer bb = new BoundedBuffer (10);
Producer pv[] = new Producer [5];
for (int i = 0; i < 5; i++) {
pv[i] = new Producer (bb,i);
pv[i].start();
}
Consumer cv[] = new Consumer [9];
for (int i = 0; i < 9; i++) {
cv[i] = new Consumer (bb,i);
cv[i].start();
}
}
}
Sistemi Operativi
P.Trunfio – R.Ortale
Lettori-Scrittori con sincronizzazione Java (1)
public class Database {
private int readerCount;
private boolean dbReading;
private boolean dbWriting;
public Database() {
readerCount = 0;
dbReading = false;
dbWriting = false;
}
public synchronized int startRead() { /* lucidi seguenti */ }
public synchronized int endRead() { /* lucidi seguenti */ }
public synchronized void startWrite() { /* lucidi seguenti */ }
public synchronized void endWrite() { /* lucidi seguenti */ }
}
Sistemi Operativi
P.Trunfio – R.Ortale
Lettori-Scrittori con sincronizzazione Java (2)
public synchronized int startRead()
{
while (dbWriting == true) {
try {
wait();
}
catch (InterruptedException e) { }
}
++readerCount;
if (readerCount == 1)
dbReading = true;
return readerCount;
}
Sistemi Operativi
P.Trunfio – R.Ortale
Lettori-Scrittori con sincronizzazione Java (3)
public synchronized int endRead()
{
--readerCount;
if (readerCount == 0)
{
dbReading=false;
notifyAll();
}
return readerCount;
}
Sistemi Operativi
P.Trunfio – R.Ortale
Lettori-Scrittori con sincronizzazione Java (4)
public synchronized void startWrite()
{
while (dbReading == true || dbWriting == true) {
try { wait(); }
catch (InterruptedException e) { }
}
dbWriting = true;
}
public synchronized void endWrite()
{
dbWriting = false;
notifyAll();
}
Sistemi Operativi
P.Trunfio – R.Ortale
Blocchi sincronizzati (1)
n Anche blocchi di codice, oltre che interi metodi, possono essere
dichiarati synchronized.
n Ciò consente di associare un lock la cui durata è tipicamente inferiore
a quella di un intero metodo synchronized.
Sistemi Operativi
P.Trunfio – R.Ortale
Blocchi sincronizzati (2)
public void syncronized F() {
// sezione non critica (p.es.: inizializzazione di variabili locali)
// sezione critica
// sezione non critica
}
public void F() {
// sezione non critica
synchronized (this) {
// sezione critica
}
// sezione non critica
}
Sistemi Operativi
P.Trunfio – R.Ortale
Semafori in Java (1)
n Java non fornisce semafori, ma una classe semaforo può
essere costruita usando i meccanismi di sincronizzazione di
Java.
Sistemi Operativi
P.Trunfio – R.Ortale
Semafori in Java (2)
public class Semaphore {
private int value;
public Semaphore() {
value = 0;
}
public Semaphore(int v) {
value = v;
}
public synchronized void P () { /* lucidi seguenti */ }
public synchronized void V () { /* lucidi seguenti */ }
}
Sistemi Operativi
P.Trunfio – R.Ortale
Semafori in Java (3)
public synchronized void P ()
{
if (--value < 0)
{
try { wait(); }
catch (InterruptedException e) { }
}
}
Sistemi Operativi
P.Trunfio – R.Ortale
Semafori in Java (4)
public synchronized void V ()
{
if (++value <= 0)
notify ();
}
Sistemi Operativi
P.Trunfio – R.Ortale
Lettori-Scrittori con semafori Java (1)
public class Reader extends Thread {
private Database server;
public Reader (Database db) {
server = db;
}
public void run () {
int c;
while (true) {
c = server.startRead();
/* lettura dal database */
c = server.endRead();
}
}
}
Sistemi Operativi
P.Trunfio – R.Ortale
Lettori-Scrittori con semafori Java (2)
public class Writer extends Thread {
private Database server;
public Writer (Database db) {
server = db;
}
public void run () {
while (true) {
server.startWrite();
/* scrittura sul database */
server.endWrite();
}
}
}
Sistemi Operativi
P.Trunfio – R.Ortale
Lettori-Scrittori con semafori Java (3)
public class Database
{
private int readerCount; // numero di lettori attivi
private Semaphore mutex; // per l’accesso a readerCount
private Semaphore db; // per l’accesso al database
public Database () {
readerCount = 0;
mutex = new Semaphore(1);
db = new Semaphore(1);
}
public int startRead() { /* lucidi seguenti */ }
public int endRead() { /* lucidi seguenti */ }
public void startWrite() { /* lucidi seguenti */ }
public void endWrite() { /* lucidi seguenti */ }
}
Sistemi Operativi
P.Trunfio – R.Ortale
Lettori-Scrittori con semafori Java (4)
public int startRead () {
mutex.P();
++readerCount;
if (readerCount == 1)
db.P();
mutex.V();
return readerCount;
}
Sistemi Operativi
P.Trunfio – R.Ortale
Lettori-Scrittori con semafori Java (5)
public int endRead() {
mutex.P();
--readerCount;
if (readerCount == 0)
db.V();
mutex.V();
return readerCount;
}
Sistemi Operativi
P.Trunfio – R.Ortale
Lettori-Scrittori con semafori Java (6)
public void startWrite() {
db.P();
}
public void endWrite() {
db.V();
}
Sistemi Operativi
P.Trunfio – R.Ortale
Cinque Filosofi con semafori Java (1)
public class Filosofo extends Thread {
private int id;
private Semaphore destro, sinistro;
public Filosofo (int id, Semaforo dx, Semaforo sx) {
this.id=id; destro=dx; sinistro=sx;
}
public void run () {
while (true) {
/* pensa */
destra.P(); sinistra.P();
/* mangia */
destra.V(); sinistra.V();
}
}
}
Sistemi Operativi
P.Trunfio – R.Ortale
Cinque Filosofi con semafori Java (2)
public class CinqueFilosofi {
public static void main (String args[]) {
Semaphore sv[] = new Semaphore[5];
for (int i=0; i < 5; i++)
sv[i]=new Semaphore(1);
Filosofo fv[] = new Filosofo[5];
for (int i=0; i < 5; i++)
fv[i]=new Filosofo(i,sv[(i+4)%5], sv[(i+1)%5]);
for (int i=0; i < 5; i++)
fv[i].start();
}
}
Sistemi Operativi
P.Trunfio – R.Ortale