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Programaciónconcurrente— SincronizacióncondicionalJuanAntoniodelaPuente <jpuente@dit.upm.es>

20151028

Programaciónconcurrente—Sincronizacióncondicional ©2014JuanA.delaPuente

Referencias

•ScoBOaks&HenryWongJavaThreads O'ReillyMedia;3rded(2004)

•KathySierra&BertBates HeadFirstJava,ch.15O'ReillyMedia;2nded(2005)

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Sincronizacióncondicional

Programaciónconcurrente—Sincronizacióncondicional ©2014JuanA.delaPuente

Sincronizacióncondicional

• Avecesunahebra9enequeesperarhastaquesecumplaunadeterminadacondición‣ suspendesuejecuciónhastaqueestoocurra

• Otrahebrahacequesecumplalacondición‣ avisaalqueestabaesperando‣ éstepuedereanudarsuejecución

• Este9podesincronizaciónsellamasincronizacióncondicional‣ sincronización:elavancedeunahebradependedeloquehagaotrahebra

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Programaciónconcurrente—Sincronizacióncondicional ©2014JuanA.delaPuente

Ejemplo:ges9óndeunestacionamiento

• LashebrasdelasclaseSensoravisancuandoentraosaleuncoche

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«monitor»Parking

- n : natural+ entra+ sale+ ocupado: natural

«thread»Sensor

- acceso, id

«thread»Supervisor

Programaciónconcurrente—Exclusiónmutua ©2014JuanA.delaPuente

Sincronización

• Nodebenentrarcochessielestacionamientoestálleno‣ nosepuedeentrarsin>=capacidad‣ siunsensorllamaaentracuandon>=capacidad,debesuspendersuejecuciónhastaquehayasi9o- estáimplícitoqueenesecasonoseabrelabarrerahastaquesepuedacon9nuar

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Ejemplo:productoryconsumidor

• Unahebraproduceelementosdeuncierto9po• Otralosconsume• Cadaunaavanzaconunritmodiferente• Seusaunalmacenamientointermedio(buffer)‣ elproductorlosvaponiendoenelbuffersegúnlosproduce‣ elconsumidorlossacadelbuffercuandolosnecesita

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«thread»Productor

«thread»Consumidor

«monitor»Buffer

+ envia + recibe

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Sincronización

• Nosepuedenextraerdatossielbufferestávacío‣ sicuandoelconsumidorinvocarecibenohaydatosenelbuffer, debesuspendersuejecuciónhastaqueloshaya‣ eselproductorelquelospone

• Nosepuedenañadirdatossielbufferestálleno‣ sicuandoelproductorinvocaenvíaelbufferestálleno,debesuspendersuejecuciónhastaquehayasi9o‣ eselconsumidorelquehacesi9oalextraerdatos

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Esperaryavisar

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Esperacondicional

• Elmétodowait()suspendelaejecucióndelahebraqueloinvoca

• Seusaparaesperarunacondiciónwhile (!condición) wait();

‣ ¡siempreenunbucle!

• Sólosepuedeinvocardentrodeunmétodosincronizado‣ odeunbloquesincronizado

• Seliberaelcerrojodelobjetoatómicamente‣ almismo9empoquesehacewait()

• PuedelanzarunaexcepciónInterruptedExcep;on‣ usarmanejadoropropagar

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Avisodecondición

• Elmétodo notify()reanudalaejecucióndeunahebraqueestésuspendidaporhaberhechowait()

• Seusaparaavisardequesecumpleunacondición// cambiar el estado de alguna condición notify();

• Unahebraavisaaotra• Sólosepuedeinvocardentrodeunmétodosincronizado‣ odeunbloquesincronizado

• Noseliberaelcerrojodelobjetohastaqueterminaelmétodoosentenciasincronizada‣ lahebraquesereanudaintentaadquirirelcerrojoparacon9nuar‣ puedetenerquecompe9rconotrashebras

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Avisogeneral

• Elmétodo notifyAll()reanudalaejecucióndetodaslashebrasqueestésuspendidasporhaberhechowait()enelmismoobjeto

• Elcerrojodelobjetoseliberacuandoterminaelmétodoosentenciasincronizada‣ todaslashebrasquesereanudancompitenparaadquirirelcerrojoypodercon9nuar

• Connotify()nosesabequéhebrasereanudaentrelasqueestabansuspendidas

• ConnotifyAll()sereanudantodasycompruebanotravezlacondición

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Colasdeesperaydeentrada

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cerrojo

coladeentrada coladeespera

adquirirelcerrojo wait

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no9fyvsno9fyAll

• Siemprequevariashebraspuedanestaresperandocondicionesdis9ntashayqueusarnotifyAll

• Sóloconvienehacernotifysi‣ todaslashebrasesperanlamismacondición‣ sólounahebrapuedeavanzarcuandosecumplelacondición

• Encasodeduda,usarnotifyAll

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Ejemplo:estacionamiento

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Monitorconcondicionespublic class Parking { private final int capacidad; // número de coches que caben private int n = 0; // número de coches que hay

// constructor public Parking (int capacidad) { this.capacidad = capacidad; } // entra un coche por una de las puertas public synchronized void entra (String puerta) { while (n >= capacidad) wait(); n++; } // sale un coche por una de las puertas public synchronized void sale (String puerta) { n—; notifyAll(); } // consulta public synchronized int ocupado() { return n; } }

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Productoryconsumidor

©2014JuanA.delaPuenteProgramaciónconcurrente—Sincronizacióncondicional

Ejemplo:bufferpublic class Buffer<E> {

private E almacen; private boolean lleno = false;

public synchronized void enviar(E dato) throws InterruptedException { while (lleno) wait(); // espera que haya sitio almacen = dato; lleno = true; notifyAll(); // avisa de que hay un valor }

public synchronized E recibir() throws InterruptedException { E dato = null; while (!lleno) wait(); // espera que haya un valor dato = almacen; lleno = false; notifyAll(); // avisa de que hay sitio return dato; } }

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Ejemplo:productor

public class Productor<E> implements Runnable {

private Buffer<E> b;

public Productor(Buffer<E> b) {

this.b = b;

}

public void run() {

while (true) {

E x = …; // producir x

b.enviar(x);

}

}

}

// la sincronización está oculta en el buffer

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©2014JuanA.delaPuenteProgramaciónconcurrente—Sincronizacióncondicional

Ejemplo:consumidor

public class Consumidor<E> implements Runnable {

private Buffer<E> b;

public Consumidor(Buffer<E> b) {

this.b = b;

}

public void run() {

while (true) {

E x = b.recibir();

… // consumir x

}

}

}

// la sincronización está oculta en el buffer

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Resumen

Programaciónconcurrente—Sincronizacióncondicional ©2014JuanA.delaPuente

Resumen

• LasincronizacióncondicionalserealizaenJavaconlosmétodoswait()yno9fy()/no9fyAll()‣ sólosepuedenusarenmétodos/bloquessincronizados‣wait()suspendelahebradesdedondeseinvoca‣ no9fy()reanudaunahebrasuspendida‣ no9fyAll()reanudatodaslashebrassuspendidas

• Hayquehacerwait()siempreenunbuclewhile‣ paracomprobarotravezlacondicióndeesperacuandodespierta while (!condición) wait();

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