Стр. 29 - Параллельное программирование

ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ
27
typedef int lock_t;
void init_lock(lock_t* lock_status) {
*lock_status = 0; ( void lock(volatile lock_t* lock_status) {
while ( test_and_set(lock_status) == 1);}
void unlock(lock_t* lock_status) {
*lock_status = 0; }
Семафоры
Семафор — защищенная переменная, значение которой можно запрашивать и
менять только при помощи специальных операций. Концепция семафоров была
предложена Дейкстрой в начале 60-х годов XX века. Семафор – это целочисленная
неотрицательная переменная S – счетчик ресурса, которую можно менять и опраши-
вать при помощи операций P и V, и очередь процессов к ресурсу Q(S). Над перемен-
ной определено три операции:
• инициализация ресурса I(S) – задает число доступных ресурсов;
• P(S) – захват ресурса;
• V(S) – освобождение ресурса.
Операция P(S) выполняется следующим образом:
IF S>0 есть ресурс?
THEN S:=S-1 выдать ресурс
ELSE ожидать очереди Q(S)
Операция V(S):
IF Q(S)>0 очередь не пуста?
THEN вывести процесс из очереди (выдать ресурс)
ELSE S:=S+1 освободить ресурс
Если семафор управляет одним ресурсом, то это двоичный семафор и
S принимает значение {0,1}. Если он управляет группой ресурсов, то в переменной S
устанавливается число ресурсов. Для работы семафора необходимо один раз ини-
циировать процесс и обрабатывать критические участки операциями P(S) и V(S ).
Рассмотрим использование семафоров на классическом примере взаимодейст-
вия двух процессов, выполняющихся в режиме мультипрограммирования, один из
которых пишет данные в буферный пул, а другой считывает их оттуда. Пусть
буферный пул состоит из N буферов, каждый из которых может содержать одну
запись. Процесс "писатель" должен приостанавливаться, когда все буфера оказыва-
ются занятыми, и активизироваться при освобождении хотя бы одного буфера.
Напротив, процесс "читатель" приостанавливается, когда все буферы пусты, и акти-
визируется при появлении хотя бы одной записи.