exclusão-mútua (1)

+Sistemas Distribudos Engenharia da Computao

Excluso Mtua, Coordenao e Acordo

Prof. Jairson Rodrigues Universidade Federal do Vale do So Francisco

+AGENDA Excluso Mtua

Algoritmo Centralizado

Algoritmo Descentralizado

Algoritmo Distribudo

Algoritmo Token Ring

Algoritmos de Eleio

ALGORITMOS DISTRIBUDOS

Excluso Mtua, Coordenao e Acordo

+Excluso Mtua

n Concorrncia e colaborao so pontos chave em sistemas distribudos

n Em muitos casos processos precisam acessar os mesmos recursos

n preciso evitar que recursos fiquem corrompidos ou inconsistentes

n Garantir acesso mutuamente exclusivo a recursos pelos processos

19/05/15 CCMP0054 - Sistemas Distribudos I - Engenharia da Computao - Prof. Jairson Rodrigues

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+Problemas de Sincronizao em SDs

nAlgoritmos de sincronizao de tempo n Algoritmo de Cristian, Algoritmo de Berkeley, Algoritmo de

Lamport

nPara tratamento de excluso mtua e deadlocks n Algoritmos de Ficha, Algoritmo Centralizado, Algoritmo

Descentralizado, Algoritmo Distribudo, Algoritmo Token Ring

nCoordenao de acesso a regies crticas - Algoritmos de Eleio n Algoritmo do Valento (ou Maioral), Algoritmo do Anel


Como deve ser feita a sincronizao?

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+Excluso Mtua

n Solues baseadas em ficha n Processos trocam mensagem especial, chamada ficha

n Quem possuir a ficha, possui acesso ao recurso

n Soluo simples e eficaz, sem inanio ou deadlocks

n Desvantagem quando o processo que detm a ficha falha

n Solues baseadas em permisso n Algoritmo Centralizado

n Algoritmo Descentralizado

n Algoritmo Distribudo n Algoritmo Token Ring


Viso Geral

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+Excluso Mtua

n Simular excluso mtua como feita em sistemas centralizados

n Um processo escolhido como coordenador

n Outros processos enviam mensagens ao coordenador declarando que recursos querem usar

n Se o recurso estiver livre o coordenador concede acesso ao recurso

n Se o recurso estiver ocupado, nega por omisso ou enviando mensagem

n Ponto falho: se o coordenador falhar todo o sistema cai



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+Excluso Mtua



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+Excluso Mtua


Algoritmo Descentralizado

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n Um nico coordenador costuma ser uma abordagem ruim

n Soluo: coordenador descentralizado

n Assume-se (hipoteticamente) que cada recurso est replicado

n Cada processo coordena o acesso ao recurso

n Processo interessado no recurso deve ter m > n/2 votos concedendo acesso

n Corretude do algoritmo baseado em probalidade de acerto

+Excluso Mtua



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n H casos em que um algoritmo correto segundo as leis da probabilidade no o bastante

n Para qualquer evento no sistema no deve haver ambiguidade sobre quem ocorreu primeiro

n Processo interessado em recurso monta mensagem com hora corrente, identificador do recurso e seu nmero de processo

n Processo envia mensagem a todos os outros processos

+Excluso Mtua



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n Quando um processo recebe a mensagem n Se no estiver usando o recurso e no tiver interesse nele,

responde ao remetente com um OK

n Se o receptor estiver usando o recurso, simplesmente no responde, colocando a requisio do remetente em fila

n Se no estiver usando mas tambm deseja usar, realiza comparao de data e o mais antigo recebe concesso ao recurso

n O processo remetente aguarda a concesso de todos os processos

n Ao concluir, informa a liberao do recurso para todos aqueles que esto em sua fila

+Excluso Mtua



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+Excluso Mtua

n Admite-se uma rede de barramento de processos sem ordenao

n Anel lgico construdo via software, cada processo atribudo a uma posio no anel

n No importa a ordenao, apenas que cada processo saiba qual processo vem depois dele

n Na inicializao do anel o processo 0 recebe uma ficha

n A ficha trafega pelo anel do processo k para o processo k+1



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+Algoritmo Token Ring

n Quando processo receber ficha do seu vizinho n Verifica se precisa utilizar o recurso n Caso positivo, realiza o trabalho sobre o recurso e libera a ficha

para o prximo vizinho

n Caso negativo, apenas passa a ficha adiante

n Se nenhum processo precisar do recurso a ficha circula velozmente pelo anel



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+Algoritmo Token Ring



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+Comparativo de Algoritmos

Algoritmo Mensagens Tempo de Atraso Problemas

Centralizado 3 2 Queda do coordenador

Descentralizado 3mk, k= 1,2,3 2m Inanio, baixa eficincia

Distribudo 2(n-1) 2(n-1) Queda de qualquer processo

Token Ring 1 a 0 a n-1 Ficha perdida


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+Algoritmos de Eleio

n Muitos algoritmos distribudos requerem um coordenador

n Qualquer processo pode ser escolhido, no entanto um deles precisa ser escolhido

n Premissas: n Cada processo tem um nmero de processo exclusivo n Um processo por mquina

n Todo processo sabe o nmero de todos os outros

n Algoritmos tradicionais n Algoritmo do Maioral (ou Valento)

n Algoritmo do Anel


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n Quando qualquer processo percebe que um coordenador no est mais respondendo a requisies, inicia uma eleio n P envia mensagem ELEIO a todos os processos de nmero

mais alto

n Se nenhum responder, P vence a eleio n Se um processo responder, este toma o poder da eleio e P

termina seu trabalho

n Receptor envia mensagem ELEIO para todos os processos de nmero mais alto

n Processo repete-se at que nenhum processo responda n O ltimo processo a enviar o de maior PID e vence a eleio


Algoritmo do Maioral (ou Valento)

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Algoritmo do Maioral (ou Valento)

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n Diferente da maioria, este algoritmo de anel no usa ficha e considera a ordenao

n Quando um processo nota que no h coordenador n Processo envia mensagem ELEIO para sucessor (no anel)

n Se PID do remetente > PID do destinatrio, mensagem passada adiante

n Se PID do remetente < PID do destinatrio, este passa a participar da eleio

n A certa altura a mensagem volta ao ltimo processo que entrou na disputa (maior PID), que ser o novo coordenador


Algoritmo do Anel

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Algoritmo do Anel

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+Referncias

n Sistemas Distribudos Princpios e Paradigmas, 2 Edio Prentice Hall. Tanenbaum, Andrew; Van Steen, Maarten

n Sistemas Distribudos Conceitos e Projeto, 4 Edio Bookman. Coulouris, George; Dollimore, Jean; Kindberg, Tim


Bibliografia, fontes, crditos, imagens

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