Monitore
Das sind abstrakte Datenstukturen mit eingebauten Synchronisationseigenschaften.
Also geschlossene Programme, die nach außen über eine Schnittstelle
ihre Funktionen anbieten. Wie diese im Innern implementiert sind, bleibt
dem Benutzer von außen verborgen, was natürlich auch zur Folge
hat, daß er sich darum nicht zu kümmern braucht.
Die Synchronisation erfolgt durch die Regelung des Zugangs.
Der Monitor selbst sorgt dafür, daß immer nur ein Prozeß
auf die Funktion des Monitors zugreifen kann. Zum Monitor gehört eine
Warteschlange, in die alle Prozesse, die Monitoroperationen aufrufen, eingereiht
werden, wenn der Monitor gerade durch Ausführung einer Operation belegt
ist.
Grafik aus "Nebenläufige Programme"
vom Springer-Verlag |
Prozesse werden in der Reihenfolge ihrer Eintragung in die
Warteschlange abgearbeitet. Sollte sich beim Bearbeiten der aufgerufenen
Funktion im Monitor herausstellen, daß noch nicht alle Betriebsmittel
bereit sind, die der Prozeß benötigt, muß der Prozeß
den Monitor verlassen und in eine andere Warteschlange und der nächste
Prozeß wird zugelassen. Man arbeitet mit zwei Warteschlangen, damit
die Prozesse, die ihre Arbeit schon begonnen haben, aber unterbrochen wurden,
bevorzugt behandelt werden können.
Im Fall unserer Philosophen
würde zunächst ein Monitor den Zugang zum Tisch regeln. Da
aber nicht 4 Philosophen gleichzeitig in diesen Monitor hinein können
(der Monitor sichert ja schon von sich aus den gegenseitigen Ausschluß)
muß man die Anzahl auf andere Art und Weise sichern. Man kann zum
Beispiel das Herabsetzen des Zählers in den Monitor setzen. Wenn dieser
0 ist, muß der letzte Hungrige warten, bis einer der anderen die
Zahl wieder auf 1 setzt. Erst dann kann er die Funktion ausführen
und zum nächsten Schritt übergehen; dieser kann z. B. im „Stäbchen
aufnehmen" bestehen. Also, er betritt den Monitor, wenn nicht gerade jemand
anderes damit beschäftigt ist, die Stäbchen aufzunehmen. Er führt
die Funktion "Stäbchen aufnehmen" mit dem linken Stäbchen aus,
und stellt dann fest, daß z. B. das rechte Stäbchen gerade in
Gebrauch ist. Dann bekommt er das Signal „wait" und wird erst einmal wieder
aussortiert. Dabei gelangt er aber in eine andere Warteschlange. Man möchte
ja, daß die Prozesse, die schon einen Teil der benötigten Betriebsmittel
binden, bevorzugt weiterbearbeitet werden. Legt jetzt ein andere Philosoph,
der sich satt gegessen hat die Stäbchen nieder, wird zuerst an der
Warteschlange derjenigen, die schon ein Stäbchen haben, nachgeschaut,
ob ihnen das andere Stäbchen nutzt. Nur wenn diese es nicht nehmen
können, weil es zu weit weggelegt wurde, darf ein anderer Prozess
den Monitor neu betreten.
Für etwas problematisch halte ich bei dieser Variante,
daß man für jedes Stäbchen eine eigene Funktion haben
muß, damit derjenige, der ißt, die unbeteiligten Philosophen,
also die, die nicht seine Nachbarn sind und zu anderen Stäbchen greifen
können, nicht am Betreten des Monitors hindern kann. Dabei scheint
mir der automatische gegenseitige Ausschluß, der eigentlich ein Vorteil
des Monitors sein sollte unpraktisch. Aber vielleicht hilft da ja unsere
vierte Variante.
Kommunikation mit Nachrichten
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