суббота, 2 октября 2010 г.

Многопоточное программирование. 1. Алгоритм Петерсона... чуть более подробно


Разберем сегодня алгоритм Петерсона. Посвящается всем начинающим, продолжающим,
прогулявшим пары по операционным системам и тем, до кого не дошло сразу. Алгоритм
Петерсона позволяет добиться взаимного исключения двух процессов. Рассмотрим 3 варианта поведения двух процессов при возникновении прерываний в трех различных точках. Также в каждом из рассмотренных случаев будем допускать прерывание при первом входе в критическую секциию одного из процессов
#define FALSE 0
#define TRUE 1
#define N 2 // количество процессов

int turn; // чья очередь
int interested[N];   // изначально значения равны 0

void enter_region(int process) // номер процесса - 0 или 1
{
  int other;
  other = 1 - process;    // точка 1
  interested[process] = TRUE;  // точка 2 (заинтересованный процесс)
  turn = process;         // точка 3
  while(turn == process && interested[other] == TRUE); // активное ожидание
}

void leave_region(int process) // номер процесса - 0 или 1
{
  interested[process] = 0; // признак выхода из критической секции
}
Итак, turn и interested[] являются глобальными переменными, прочие
переменные - локальные.
Случай 1: переключение процессов возникло в точке 1
Процесс 0 Процесс 1
other = 1
Прерывание процесса 0, переключение на процесс 1

other = 0, interested[1] = TRUE, turn = 1
Проверка условий turn == 1 (true) и interested[0] == TRUE (false)
Вход в критическую секцию
Прерывание процесса 1, переключение на процесс 0
interested[0] = TRUE, turn = 0
Проверка условий turn == 0 (true) и interested[1] == TRUE (true)
Вход в бесконечный цикл, переключение на процесс 1
Процесс 1 выходит из критической секции и устанавливает interested[1] = FALSE
Прерывание процесса 1, переключение на процесс 0
Проверка условий turn == 0 (true) и interested[1] == TRUE (false)
Вход в критическую секцию


Случай 2: переключение процессов возникло в точке 2
Процесс 0 Процесс 1
other = 1, interested[0] = TRUE
Прерывание процесса 0, переключение на процесс 1
other = 0, interested[1] = 1, turn = 1
Проверка условий turn == 1 (true) и interested[0] == TRUE (true)
Вход в бесконечный цикл, переключение на процесс 0
turn = 0
Проверка условий turn == 0 (true) и interested[1] == 1 (true)
Вход в бесконечный цикл, преключение на процесс 1

Проверка условий turn == 1 (false) и interested[0] == 1 (true)
Вход в критическую секцию
Прерывание процесса 1, переключение на процесс 0
Проверка условий turn == 0 (true) и interested[1] == 1 (true)
Вход в бесконечный цикл, преключение на процесс 1

Процесс 1 выходит из критической секции и устанавливает interested[1] = FALSE
Прерывание процесса 1, переключение на процесс 0
Проверка условий turn == 0 (true) и interested[1] == 1 (false)
Вход в критическую секцию

Случай 3: переключение процессов возникло в точке 3
Процесс 0 Процесс 1

other = 1, interested[0] = TRUE, turn = 0
Прерывание процесса 0, переключение на процесс
other = 0, interested[1] = TRUE, turn = 1
Проверка условий turn == 1 (true) и interested[0] == TRUE (true)
Вход в бесконечный цикл, преключение на процесс 0
Проверка условий turn == 0 (false) и interested[1] == TRUE (true)
Вход в критическую секцию
Прерывание процесса 0, переключение на процесс
Проверка условий turn == 1 (true) and interested[0] == TRUE (true)
Вход в бесконечный цикл, преключение на процесс 0
Процесс 0 выходит из критической секции и устанавливает interested[0] = FALSE
Прерывание процесса 0, переключение на процесс
Проверка условий turn == 1 (true) и interested[0] == TRUE (false)
Вход в критическую секцию


Продолжение следует...

2 комментария :

Maste комментирует...

Очень познавательно! А продолжение есть?

Руслан комментирует...

Есть, вторая часть для N процессов. Ну а в целом, времени особо не было писать, думаю скоро продолжу.