The bounded buffer

Bounded Buffer Producer/Consumer Problem

หลายๆเทรดท่ีท างานอยู่ในหนึง่โปรเซสจะใช้หน่วยความจ าและทรัพยากรต่างๆร่วมกนั ดงันัน้จงึต้องมีการประสานงานการท างาน ไม่ให้มีการรบกวนกระบวนการท างานจากเทรดอ่ืนๆ กลไกการท างานทางด้าน synchronization ทัง้หมดของวินโดว์สามารถใช้งานได้กบั เทรด ท่ีอยู่ใน โปรเซส

Traffic Intersection

Critical Sections

shared double balance;

Code for p1 Code for p2

. . . . . .

balance = balance + amount; balance = balance - amount;

. . . . . .

Traffic Intersection(2)

…

load R1, balance

load R2, amount

…

load R1, balance

load R2, amount

sub R1, R2

store R1, balance

…

add R1, R2

store R1, balance

…

Execution of p1 Execution of p2

//R1=1000 //R2=500

//R1=1000

//R2=500 //R1-R2=500

//balance=500

//R1+R2=1500 //balance=1500

A Semaphore

ผูส้ร้าง Semaphores

• ถกูสร้างในปี 1968 ประมาณ 44 ปีมาแล้ว

• เป็นพืน้ฐานของเทคนิคสมยัใหม่ในการแก้ปัญหาการ synchronization

และยงัคงเป็นวิธีท่ีใช้จดัการการติดตอ่สื่อสาร

กนัของ process ท่ีท างานร่วมกนั

Edsger Wybe Dijkstra

Operation of Semaphores

A Semaphores คือ ตวัแปรจ านวนเตม็ตัง้แต ่0 ขึน้ไป ซึง่เวลาจะเพิ่มหรือลดค่าตวัแปร

จะท าผา่น 2 ฟังก์ชนัดงันี ้

V(s): [s = s + 1] P(s): [while(s == 0) {wait}; s = s - 1]

Bounded Buffer Problem Producer/Consumer Problem

Producer Consumer

Empty Pool

Full Pool

คือปัญหาคลาสสคิทางด้าน synchronization ท่ีน าเสนอโดย Dijkstra เพ่ือนแสดงให้เห็นวิธีการใช้งาน semaphores ในสองรูปแบบ

3 Semaphores

Type 1 : Binary semaphores

1. A mutual exclusion semaphore to prevent the producer and consumer from manipulating the list of buffers at the same time Type 2 : General semaphores (counting semaphores) 2. A semaphore so that the producer can signal the consumer to start processing when it creates a full buffer

3. A semaphore for the consumer to signal the producer when it creates an empty buffer

Animation : Bounded Buffer Problem

• A mutual exclusion semaphore (bufManip)

• General semaphores (empty , full)

Declaration 3 semaphores

Size of Buffers

Design and implement a process with a producer and consumer thread using N different buffers (use a fixed size for N of 20).

Create semaphores

A producer and a consumer thread are created by a parent thread

Producer thread

Consumer thread

Runtime

Terminate thread & ส่ิงท่ีท าเพิ่มเติม