Antonino Mazzeo » 16.Esercitazione: Problema dei produttori e consumatori

Sommario

• Definizione
• Produttore / Consumatore con un unico buffer
• Produttore / Consumatore con un pool di buffer
• Produttore / Consumatore con una coda

Definizione

• Due categorie di processi
  • Produttori, che scrivono un messaggio su di una risorsa condivisa
  • Consumatori, che prelevano il messaggio dalla risorsa condivisa
• Vincoli
  • Il produttore non può produrre un messaggio prima che qualche consumatore abbia letto il messaggio precedente
  • Il consumatore non può prelevare alcun messaggio fino a che un produttore non l’abbia depositato

Prod-Cons con un unico buffer

• I vincoli imposti da un problema di tipo Prod-Cons con buffer unico, con un solo produttore ed un solo consumatore, sono:
  • Il produttore non può produrre un messaggio se il consumatore non ha consumato il messaggio precedente
  • Il consumatore non può prelevare un messaggio se prima il produttore non l’ha depositato
• Per la sincronizzazione dei processi produttore e consumatore si utilizzano due semafori
  • SPAZIO_DISP: semaforo bloccato da un produttore prima di una produzione sbloccato da un consumatore in seguito ad un consumo
  • MSG_DISP: semaforo sbloccato da un produttore in seguito ad una produzione e bloccato da un consumatore prima del consumo

Prod-Cons con un unico buffer

Prod-Cons con un unico buffer (codice)

Prod-Cons con un pool di buffer

• I vincoli imposti sono i seguenti:
  • Un produttore non può produrre un messaggio se il buffer è pieno
  • Un consumatore non può prelevare un messaggio se il buffer è vuoto
• La gestione del pool di buffer avviene mediante due vettori:
  • buffer[DIM] – array di elementi di tipo contenente i valori prodotti
  • stato[DIM] – array di elementi di tipo intero. Il valore i-simo, stato[i], può assumere i seguenti tre valori: VUOTO, PIENO, IN_USO
• Per la sincronizzazione dei processi sono utilizzati due mutex, MUTEXP e MUTEXC, al fine di gestire l’accesso al buffer in mutua esclusione e due semafori, PROD e CONS, per la sincronizzazione delle operazioni di produzione e consumo

Prod-Cons con una coda

• La coda è implementata mediante i seguenti campi:
  • buffer[DIM] – array di elementi di tipo msg contenente i valori prodotti
  • testa – tipo intero. Si riferisce alla posizione del primo elemento libero in testa. L’elemento di testa è buffer[testa-1]
  • coda – tipo intero. L’elemento puntato si riferisce alla posizione dell’elemento di coda della coda. In altre parole l’elemento di coda è buffer[coda]
• Per la sincronizzazione dei processi sono utilizzati due semafori, SPAZIO_DISP e NUM_MESS, che indicano rispettivamente la presenza di spazio disponibile in coda per la produzione di un messaggio e il numero di messaggi presenti in coda

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