Монитор Хоара

2015 v.01
Монитор Хоара
Хоар Чарлз Энтони Ричард 1934
::=

monitor <имя_монитора>;
<секция_описания>
<секция_инициализации>

Обеспечивается взаимное исключение доступа к ресурсам, описанным в мониторе
С монитором связывается «механизм сигналов»

2015 v.01



Процедура доступа
monitor Буфер;
var СамБуфер:
array[1..ДлинаБуфера] of Данное;
var СчетчикЗаписей:

Поставщик:

loop
D:= Производство();
Буфер.Записать(D);
endloop.

Потребитель:

loop
D:= Буфер.Прочитать();
Обработка(D);
endloop.

2015 v.01
Механизм сигналов

Желательна возможность «нотификации» изменений состояния ресурсов монитора.

Монитор

function БуферПолон: boolean;
if(СчетчикЗаписей < ДлинаБуфера)
return false;
else
return true;

function БуферПуст: boolean;
if(СчетчикЗаписей > 0)
return false;
else
return true;

Поставщик

While(БуферПолон)

Потребитель

While(БуферПуст)

2015 v.01
Решение 2 (совсем плохое)

Процесс «анализирует» возможность доступа

t

Latency (a)

Разрешение доступа

Запрос от другого процесса (b)

2015 v.01
Сигналы - определение
Операции над сигналами:
Сигнал S = new

Тип данных: type Сигнал

2015 v.01

var Полон, Пуст: Сигнал;
procedure Записать(d: Данное);
begin

function Прочитать(): Данное
begin
if(СчетчикЗаписей = 0) then
wait(Пуст)
endif
Прочитать:= ЧтениеЗаписиИзБуфера();
СчетчикЗаписей:= СчетчикЗаписей - 1;
notify (Полон)
end;

Пример – ресурсы монитора «Буфер»

2015 v.01
Еще одна «тонкость» ...

if(СчетчикЗаписей == 0) then

Но до выполнения wait(Пуст) условие СчетчикЗаписей == 0 может поменяться несколько раз («На время выполнения процессов не накладывается ниткаких ограничений»)

while(СчетчикЗаписей == 0) do
wait(Пуст)
endwhile

Так что многое, представленное ранее – не совсем корректно

2015 v.01
class Buffer {
int[] buf;
public synchronized void put (int

Монитор в Java

2015 v.01
Пример - задача «Читатели-Писатели»
Информационный
фонд
П1
П2
ПN
Ч1
Ч2
ЧM
M Читателей и N Писателей

2015 v.01
Схема реализации



monitor ЧП;
var МожноЧитать,
МожноПисать: Сигнал;

Читатель:
loop
ЧП.НачалоЧтения();
РаботаСФондомЧ();
ЧП.КонецЧтения();
РазноеЧ;
endloop.

Писатель:
loop
ЧП.НачалоЗаписи();
РаботаСФондомП();
ЧП.КонецЗаписи();
РазноеП;
endloop.

2015 v.01
Начало и окончание чтения

procedure НачалоЧтения();
begin
while (КтоТоПишет)or(check(МожноПисать)>0)

procedure КонецЧтения();
begin
Читатели:= Читатели - 1;
if(Читатели = 0) then
notify (МожноПисать)
endif
end;

2015 v.01
Начало и окончание записи

procedure НачалоЗаписи();
begin
while(Читатели

procedure КонецЗаписи();
begin
КтоТоПишет:= false;
if(check(МожноЧитать) > 0) then
notify(МожноЧитать)
else
notify (МожноПисать)
endif;
end;

2015 v.01
Пример – монитор и семафоры
monitor Семафор;
var Счетчик: 0..1;

procedure V;
begin
Счетчик:= 1;
notify (S);
end;

begin
Счетчик:= 1;
end Семафор.

Задача Ri:

loop
. . .
Семафор.Р();
КритическаяСекция_i
Семафор.V();
. . .
endloop.

Parbegin R1; R2;. . . Rn Parend.