BAB 4. SINKRONISASI & DEADLOCK

Transkripsi

1 BAB 4. SINKRONISASI & DEADLOCK Sinkronisasi Perangkat Keras dan Semafor Oleh Muhammad Irfan Nasrullah ewoh@gawab.com 1

2 Sinkronisasi Perangkat Keras Mengapa perlu sinkronisasi perangkat keras? 2

3 Metode pendekatan perangkat keras Processor Synchronous Men-disabled interrupt -----> Mutual Exlusion Memory Synchronous Dukungan hardware untuk Instruksi Atomic 3

4 Instruksi Atomic Instruksi i++ dalam bahasa mesin : Load Inc Store R1, i R1 i, R1 4

5 Data Structure for Hardware Solutions public class HardwareData { private boolean data; public HardwareData(boolean data) { this.data = data; public boolean get() { return data; public void set(boolean data) { this.data = data; // Continued on Next Slide 5

6 Data Structure for Hardware Solutions - cont public boolean getandset(boolean data) { boolean oldvalue = this.get(); this.set(data); return oldvalue; public void swap(hardwaredata other) { boolean temp = this.get(); this.set(other.get()); other.set(temp); 6

7 Thread Using get-and and-set Lock // lock is shared by all threads HardwareData lock = new HardwareData(false); while (true) { while (lock.getandset(true)) Thread.yield(); criticalsection(); lock.set(false); noncriticalsection(); 7

8 Definisi: Semafor 1. Suatu variabel int yang digunakan untuk menghitung banyaknya proses yang sedang aktif atau yang sedang tidur. <buku kunyuk $Revision: 2.2 $ Edisi> 2. Suatu variabel int, selain inisialisasi, hanya dapat diakses melalui 2 subrutin yang atomik: P (for wait; proberen dalam Belanda) dan V (for signal; verhogen dalam Belanda). <Silberchatz, Galvin & Gagne, 2002> 3. Suatu variabel yang memiliki nilai int. <William Stallings slide chapter 04> 8

9 Binary Semafor Jenis-jenis Semafor - Semafor yang hanya bernilai 1 dan 0. - Digunakan untuk mutual exclusion: membatasi hanya ada satu proses pada critical section. Counting Semafor - Semafor yang dapat bernilai 1, 0 dan integer lainnya. 9

10 Subrutin Wait dan Signal Wait -Subrutinwait dalam pseudocode: wait (S) { while (S 0) ; //no-op S--; - mengurangi 1 nilai dari Semafor S Signal -Subrutinsignal dalam pseudocode: signal(s) { S++; - menambah 1 nilai dari Semafor S 10

11 2 Versi Subrutin Wait Spinlock Waiting 00 void waitspinlock( int semaphore[] ) 01 { 02 while(semaphore[0] <= 0) {.. Do nothing.. // spinlock 03 semaphore[0]--; 04 Non-spinlock Waiting 10 void synchronized waitnonspinlock( int semaphore []) 11 { 12 while(semaphore[0] <= 0) { 13 wait(); // blocks thread semaphore[0]--; 16 11

12 2 Versi Subrutin Wait Spinlock Waiting - Proses menunggu dengan menjalankan perintah-perintah yang tidak ada artinya. - Proses masih dalam keadaan running state. - Keuntungannya: pada lingkungan multiprocessor tidak diperlukannya context switch. - Kerugiannya: menghabiskan CPU cycle. Non-spinlock Waiting - Proses memblock dirinya sendiri dan secara otomatis akan membawa proses tersebut ke dalam waiting queue. - Proses tidak akan aktif sebelum ada yang membangunkannya. - Keuntungannya: CPU cycle dapat digunakan proses lain dalam mengeksekusi perintah-perintah yang berguna. 12

13 2 Versi Subrutin Signal // Signal Spinlock 00 void signalspinlock( int semaphore []) 01 { 02 semaphore[0]++; 03 // Signal Non-Spinlock 10 void synchronized signalnonspinlock( int semaphore []) 11 { 12 semaphore[0]++; 13 notifyall(); // membawa waiting thread ke ready queue 14 13

14 Solusi Critical Section Problem 3 tahap dalam menyelesaikan masalah Critical Section: 1. Pintu masuk (Entry Section) 2. Critical Section 3. Pintu keluar (Exit Section) Dengan Semafor, 3 syarat utama sinkronisasi dapat dipenuhi. 1. Mutual Exclusive 2. Make progress 3. Bounded waiting 14

15 Implementasi Semafor // Entry Section wait(s); wait (S) { while (S 0) ; //no-op S--; // Critical Section. // Exit Section signal(s); signal(s) { S++; 15