PROCESSI
AP 1
( THREAD
E
:
Un del dati
composto codice insieme
possibilmente di
da degli
è condiviso
processo un
: ,
,
stato
attributi mentre
descrivono lo in
è
che esecuzione
ne .
elementi identificatore
Gli di stato priorità
in esecuzione
processo program
sono :
un ,
,
,
informazioni
puntatori information
counter data
contest accounting
I/O
memoria
a .
,
, ,
,
Il elementi
Control
Processo contiene
Block ) ed
gli del
( creato
PCB è e
processo
supporta
dall' inoltre
gestito anche più
OS processi
, . figlio
fork
call
System chiamato che
C ) processo
nuovo
un
crea processo
: )
( l' intera memoria
copia
ne ,
duplicato
concorrente Ogni
mente
eseguito padre
al di
viene cui è un
ne processo
.
, il
albero
fork la
delle
altri radice
creando cosi cui è processo
può crearne un
con
" imiti bootstrap
Quando il
computer inizializza
vi che registri
viene è i
program
acceso
un fa
controller l' lo
device
della la nella
memoria
i memoria
05
carica
CPU e
e
, ,
partire imiti
il
lui inizia processo
e
forte
La restituisce di
in
-1 errore ;
caso
i figlio
nel del Églio
caso
o identificatore del
l' del
nel padre
caso .
cambia
Tra padre figlio solo l' la della file
perché registri i
i
memoria
ID cpu
e e
,
aperti li quello
eredita del
il di
copia padre
anche è
PCB una
e . della fork
di
( )
esempio
System exit un uso
call chiamata
la
)
( eseguendo
: FETTINA
) funzioni
exit salviamo
( lo le
status
status atexitlfun )
eseguiamo
, ffluslrl
exit gli )
( chiudiamo
Stream
scarichiamo
fon ) con
e on - ,
, exit
le aperti
file ( )
connessioni chiamiamo status
i exà
e si
qui
e può usare
- . nuovi processi
11 creare
per
System eseguendo exit
exit ) salviamo
(
)
call t status
: _ figli
dallo la li
ha
chiamo
lo iuit
status memoria il assegniamo
processo a
se
e
, .
Inoltre padre attivo risultato richiede
il la
finché
conserviamo il
è
se ancora non
Tutto
del
wait nello
entra
figlio
questo stato
la il di
in muore
caso non ma
:
con ,
figlio
zombie morto
padre il
Se termina
il invece
è , .
. , figlio
qualsiasi
System blocca
call finché
il
)
waitl ritorna
termina
padre
: e
non
un
figlio altrimenti
esiste figlio
specifico
aspettare
del
il se vogliamo
id -1
an
pro se uno
, ,
blocca finché figlio
la chiamata
dobbiamo waitpid )
( il
che padre
usare un con
particolare termina
D
processi
un .
] caratteristiche lo
hanno schednling
processi 2 : ;
o possedimento
il di risorse
o .
Un supportare casi
può
OS 4 : thread
singolo
singolo
supporta
1 MS-Dos processo un
con
un
. .
multipli
Alcuni presentano thread
sistemi singolo
processi
2 Unix con
ognuno un .
. environment supporta thread
molteplici
Un time
3 java processo
run un con
-
. . molteplici
molteplici thread
Windows supportano
4 moderni
sistemi più
i processi
Unix con
ognuno
e
. .
thread salvati
ha contenuti
Ogni stato mentre
i running
di esecuzione in
è
: uno non ,
, alle
variabili
alcuni
stock accedere
locali
le
contenitori
di esecuzione possono
uno per
, ,
' dentro
del loro counter indipendente
alla memoria E
risorse e processo processo
un
program
un
. .
mettono
Vantaggi thread
dei terminare
dei crearsi
tempo processi
ci ;
a
: meno e
- di processi
veloce
altro
all' switched
thread più
da è ;
passare un
- kernel
comunicare loro
Tra chiamare il
di
possono senza
- .
tutti
Sospendendo sospendono terminano
terminando i
si
processo
un
o o
thread nel processo .
J thread seguenti blocked
nei ready
Trovare stati
si running
possono : .
,
, sbloccarlo
cambiare bloccarlo
altro thread
Per thread
lo stato di possiamo creare un
:
un , , ,
registri lo
contenuti stack Esempio Remote
terminarlo duello Procedure (all
cavolo i nei e :
. .
gestione
implementare la
lo
thread
Per in thread
level
i dei
Thread ) cui
cult
user
useremo :
fatta dell'
nell'
applicazioni thread
l' esistenza
dalle dei
è è
os conoscenza
e a
space
user non .
schednling
le applicazioni gestiscono
Vantaggi lo thread
dei
ULT ;
: - lo dei privilegi
thread richiede dell'
switching i os ;
non
- ogni
gira su os
- .
bloccare blocca tutti
thread li
Svantaggi nel
ULT : un processo ;
- architetture multiprocessori
multi
vantaggi
sfrutta i di core
pieno o
a
non
- .
' mixato
L anche
anche
ULT può essere )
level
(
il kernel thread
kit
con .
I thread (
in )
pthread.li
C : *
( *
create t
int pthread altra
thread altri
pthread
pthread Const
-
. , _ ,
* *
void )
void *
( *
)
start )
routine d
( voi arg ;
,
-
l' del thread
memorizziamo attr
creato
thread
Jn ID ; Nulli
è sempre ,
funzione
la
start puntatore
da
routine argomento
il da
eseguire è
è passare come
arg
;
-
funzione
alla routine
start .
- dell'
Restituisce la
di
0 in successo o causa
caso
: errore .
,
( )
thread exit
d * value
void ptr
voi p ;
- .
termina corrente
thread rendendo il
disponibile valore .pt
il value per una
( )
)
cancello termina
pthread
eventuale thread
altro
operazione join
di invece
un
.
-
. .
(
int )
thread value
pthreadt
pthread void ptr
*
join * ;
,
. _
attende !
la value
Thread
terminazione del thread ptr
Se vi
id Nun
con =
. .
eventuale
valore
il restituito thread
memorizza dal .
Restituisce dell'
in altrimenti
di
0 la
caso successo
: errore
causa
, .
pthread
pthread
int thread )
(
detach t ;
-
.
notifica al sistema thread
che di
operazioni
ci join
saranno
non su .
dell'
Restituisce in altrimenti
di
0 la
caso successo
: errore
causa
, .
performance
le
Misurare :
lrt
Bisogna linkare e
-
lm
- .
Processi Thread
vs :
Performance lanciare terminare rispetto
veloce
/ thread più
è
° un a
: lanciare / Terminare processo
un .
forte
Memoria la la dell'
quando abbiamo intera
)
lancia copia
si con
° un processo
: Tutti
thread hanno
del alla stessa
mentre
padre memoria
memoria i accesso
,
globale condivisa . stesso
Comunicazione thread
i la
di condivisa
memoria
° per
processo usare
possono
uno
: Comunicativi
Inter
richiedono Processi
meccanismi
i processi di
comunicare i - .
,
Un safe
detto thread
thread multipli
simultaneamente
codice eseguirlo
è possono
se
- (
inaspettate
interazioni valore
incrementano insieme il
avere se
senza es :
.
aumentandolo
variabile solo
di arriva
ultimo
solo invece l'
di di che che
1 ;
n se
una )
modifica variabile
il di
valore una .
Categorie system
computer
di :
instruction singolo
singola
singole Data )
CSISD
singola
° processore
: una
esegue
un
dati custoditi
istruzione in singola
memoria
operare su una
per .
Instruction
Single Multiple istruzione
) eseguita
CSIMD ogni
Data è
° su un
:
dati
insieme diverso
di da processore
un .
Multiple instruction dati
)
Data (
Simgd
trasmessa
di è
° MISD : una sequenza
processori
di
insieme diversa
che sequenza
esegue
a ognuno una
un .
,
Multiple )
Instruction (
Multipla processori
Data di
insieme
MIND
° esegue
: un dati
simultaneamente istruzioni di
diverse diversi
di insiemi
sequenze su .
Architetture di
considerazioni multiprocessore
design di paralleli
OS processori
su :
concorrenti thread
processori
° o .
schednling
° .
sincronizzazione
° .
della
gestione
° memoria .
fault
affidabilità tolerawa
° e .
CONCORRENZA
2
AP
( :
Parole correlate
chiave alla concorrenza :
Operation
Atomic implementata
funzione un'
• azione sequenza
una
una come
: o indivisibili
istruzioni iniziano
che arrivano
di appaiono
più se
s come
o :
l' garantisce l'
atomicità
fine
alla isolamento dai
allo iniziale
tornano stato
o .
concorrenti
processi .
Critical action alle
codice in richiede risorse
di
sezione che accesso
• : una processo
un utilizzata
eseguita altro
deve da
condivise viene
mentre processo
un
e non essere .
Mutua esclusione trova critica delle
sta usando
sezione
in
si
se
° processo
un e
una
: altro in
si
condivise che
critica
risorse trovare sezione
può
nessun processo una
quelle stesse risorse condivise
usa . dati
Race thread
condition leggono condivisi
più scrivono
° processi e
o e
: )
tempo
finale (
dal
il delle Il
risultato loro lento
dipende esecuzioni scrive
più
. .
fare
due
Deadlock nulla
più aspetta
perché
processi
° che
possono
non
o
: ognuno )
altri faccia (
degli fa
aspetta aspetta
qualcosa nulla
es pz
: ps Ps
pz nessuno
e
uno : .
.
Live cambiano continuo
lock il nulla
fare
loro
due stato
di
più processi senza
° : o del
utile fini
di ai programma .
Starvation trascurato dalla la
schedula
viene riceve mai
• i un processo cpu
non
: .
Alcune difficoltà della concorrenza sono :
la globali
condivisione di risorse ;
- ottimale
dell'
difficoltà l' allocazione
la di modo
risorse in
di organizzare ;
os
- la localizzare
difficoltà di errori programmazione
di
- .
Il sistema operativo deve :
traccia
tenere (
vari
di )
processi PCB
saper ;
- attivo
allocare duello risorse ciascun ;
care
e processo
per
- proteggere fisiche dall' interferenza altri
le risorse dati processi
di
di ciascun ;
e processo
- indipendenti
output dalla velocità
i
che gli
processi siano dei
assicurarsi processi
e
- .
Se competono
i in
processi risorse
per
affrontare necessità
bisogna 3
comune :
mutua
la necessità di esclusione
avere ;
• deadlock ;
no
• stanati on
• no .
esclusione
mutua
No
•
esclusione
Mutua :
Un garantire mutua stamattina
deve esclusione
sempre no
programma e
no
,
deadlock Inoltre nella critica
trova sezione
che deve
si
un processo sua non non
. mentre nella
processi entrare
interferire altri critica
sezione
per
con me
sua
, finito
tempo
trovare
altro deve
ci
ci deve stare
si per
e un
sene .
facciamo
Non velocità
sul loro
sulla
alcuna dei
assunzione processi o
numero .
Tentativi
Ora alcuni supporto esclusione
problema
hardware
vediamo della
al
di mutua :
)
efficiente
sistemi le (
processori disabilitiamo interrupt
uni
° → poco .
)
( hardware
circuito 1
o
o deadlock
Esclusione
mutua
si no ,
,
stonati
potrebbe esserci
& valore in on
compariamo
swap
° compare : un 0
0 fare controllo
il
vogliamo
Avari cui
su
o
• ;]
presto es
→
1 a
o →
valore test
memoria di se sono
con e
un 0
facciamo
uguali lo il
swap nuovo
con
Garantisce deadlock garantisce
valore starvaltion
no no
non .
,
. hardware )
circuito
(
Istruzioni di scambia
exchange contenuto
il
° : [
registro 1
di o
di memoria
con uno
un .
Garantisce garantiscano stanati
deadlock
no on
non
, .
Sono utilizzabili multiprocessori Busy waiting
semplici Decide possibili
costoso
più
anche Stan
cs
con e
e con -
. , .
.
, presenti le
tutte architetture
in
Non sono .
software
)
(
Meccanismi semafori variabile
binari
la condition
mutex
comuni per concorrenza e
: non ,
,
,
monitor Flags / spiulocks
event mailbox messagli
es
, .
,
, hanno
i
Semafori semafori possibili
variabile intera operazioni
cui 3
su sono :
una
:
inizializzazione valore negativo
- a non
un .
seenwait
la decremento valore
il
- il
la valore
incrementa
sansigual
- .
Se il il
valore rappresenta
zo
è numero
di rappresenta
disponibili
risorse il
lo
se
,
di attesa
processi in di risorse
numero . qual
implementazione di sensi
seenwait e
] ( )
semafori altrimenti
la stornati
strong FIFO ci
weak può
è
guerra
sono essere on
se , .
semafori
mutua esclusione i
con potrebbero implementare
si semafori 8
la
i compare swap
con
)
pseudo codice
( l'
interrupt implementazione
Noi usiamo
le posix
o con .
semafori ( )
dei weak
è
che :
semaforo
staticamente
sunt il
sein creare
per
; .
(
init )
* int restituisce
sent value
pshared umsigued
sene 0 -1
;
sene errore
successo
- , .
,
, di
la d condivisibili
bene risorse
numero
o
( )
wait *
sent ;
seni sene
. donothiug
mettendo while t ) di
prima
;
un . -
.
)
*
(
sent implementare
covnt
post countxt
s
; possiamo
sera o
sen s
-
-
. . le
semafori and
i compare
con l'
(
destroy )
* interrupt exchange
sent le
Sun swap o
; con con
o
sene
- nel while
operazioni
giuste
le
con .
implementati in c +
⇐
e
non
( hanno facili
Monitor le funzionalità
stesse semafori da
dei più
sono usare
: ma
, .
del
locali solo
variabili accessibili
Le Con
le stesse
le
monitor
procedure
sono con .
troveranno
monitor
nel gli altri
entra in di
mentre
si coda
processi si una
attesa .
La condizionali
variabili
sincronizzazione contenute
delle
ottenuta
accessibili
è e
con
Possiamo
monitor variabili
il queste
dentro
da
solo operare con a
su
.
funzioni l' esecuzione
csignalcc sospende
cwaitcc condizione
dopo
)
) e una
: base della
riprende sulla
la condizione
stessa
( e .
Massage due interagiscono loro
passing tra soddisfare
devono
processi due
che
: ) (
la
(
la esclusione
requisiti sincronizzazione mutua la comunicazione per
: e
per fornisce
)
funzioni
Jl
informazioni queste
entrambe
scambiare Passing
massage
.
lavorando distribuiti multiprocessori
sistemi memori
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