0.6 Đồng bộ hóa quá trình  (Page 13/15)

Loại trừ hỗ tương trong monitor được đảm bảo.

Bây giờ chúng ta mô tả các biến điều kiện được cài đặt như thế nào. Đối với mỗi biến điều kiện x, chúng ta giới thiệu một biến semaphore x_sem và biến số nguyên x_count, cả hai được khởi tạo tới 0. Thao tác x.wait có thể được cài đặt như sau:

x_count++;

if ( next_count>0)

signal(next);

else

signal(mutex);

wait(x_sem);

x_count--;

Thao tác x.signal() có thể được cài đặt như sau:

if ( x_count>0){

next_count++;

signal(x_sem);

wait(next);

next_count--;

}

Cài đặt này có thể áp dụng để định nghĩa của monitor được cho bởi cả hai Hoare và Brinch Hansen. Tuy nhiên, trong một số trường hợp tính tổng quát của việc cài đặt là không cần thiết và yêu cầu có một cải tiến hiệu quả hơn.

Bây giờ chúng ta sẽ trở lại chủ đề thứ tự bắt đầu lại của quá trình trong monitor. Nếu nhiều quá trình bị trì hoãn trên biến điều kiện x và thao tác x.signal được thực thi bởi một vài quá trình thì thứ tự các quá trình bị trì hoãn được thực thi trở lại như thế nào? Một giải pháp đơn giản là dùng thứ tự FCFS vì thế quá trình chờ lâu nhất sẽ được thực thi tiếp trước. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, cơ chế định thời biểu như thế là không đủ. Cho mục đích này cấu trúc conditional-wait có thể được dùng; nó có dạng

x.wait(c);

ở đây c là một biểu thức số nguyên được định giá khi thao tác wait được thực thi. Giá trị c, được gọi là số ưu tiên, được lưu với tên quá trình được tạm dừng. Khi x.signal được thực thi, quá trình với số ưu tiên nhỏ nhất được thực thi tiếp.

Để hiển thị cơ chế mới này, chúng ta xem xét monitor được hiển thị như hình dưới đây, điều khiển việc cấp phát của một tài nguyên đơn giữa các quá trình cạnh tranh. Mỗi quá trình khi yêu cầu cấp phát tài nguyên của nó, xác định thời gian tối đa nó hoạch định để sử dụng tài nguyên. Monitor cấp phát tài nguyên tới quá trình có yêu cầu thời gian cấp phát ngắn nhất.

Hình V‑17 Một monitor cấp phát tới một tài nguyên

Một quá trình cần truy xuất tài nguyên phải chú ý thứ tự sau:

R.acquire(t);

…

truy xuất tài nguyên

...

R.release();

ở đây R là thể hiện của kiểu ResourceAllocation.

Tuy nhiên, khái niệm monitor không đảm bảo rằng các thứ tự truy xuất trước sẽ được chú ý. Đặc biệt,

• Một quá trình có thể truy xuất tài nguyên mà không đạt được quyền truy xuất trước đó.
• Một quá trình sẽ không bao giờ giải phóng tài nguyên một khi nó được gán truy xuất tới tài nguyên đó.
• Một quá trình có thể cố gắng giải phóng tài nguyên mà nó không bao giờ yêu cầu.
• Một quá trình có thể yêu cầu cùng tài nguyên hai lần (không giải phóng tài nguyên đó trong lần đầu)

Việc sử dụng monitor cũng gặp cùng những khó khăn như xây dựng miền tương trục. Trong phần trước, chúng ta lo lắng về việc sử dụng đúng semaphore. Bây giờ, chúng ta lo lắng về việc sử dụng đúng các thao tác được định nghĩa của người lập trình cấp cao mà các trình biên dịch không còn hỗ trợ chúng ta.

Một giải pháp có thể đối với vấn đề trên là chứa các thao tác truy xuất tài nguyên trong monitor ResourceAllocation. Tuy nhiên, giải pháp này sẽ dẫn đến việc định thời được thực hiện dựa theo giải thuật định thời monitor được xây dựng sẳn hơn là được viết bởi người lập trình.