Bloqueos Mortales

Cecilia Hernández

2007

Bloqueos Mortales

Definición Un proceso/hebra esta bloqueada cuando esta

esperando por un evento que nunca ocurrirá Un proceso/hebra que esta en sección critica 1

espera por entrar a sección critica 2, mientras otro proceso/hebra esta en sección critica 2 y quiere entrar a sección critica 1

Condiciones bajo las cuales se produce bloqueo mortal

Exclusión mutua: Sólo un proceso a la vez puede usar el recurso

No apropiación: Sistema no puede quitar arbitrariamente recurso a proceso

Retención y espera: Existen procesos que poseen recursos y esperan por otros recursos sin liberar los que tienen

Espera circular: Existe un conjunto de procesos { P0, P1, …, Pn) tales que Pi está esperando por un recurso retenido por Pi+1 para 0<= i<= n, y Pn está esperando recurso que posee P0

Grafo de recursos

P1 P2

R1

R2

Proceso tiene Recurso

Proceso espera Recurso

Bloqueo Mortal ocurre cuando hay un ciclo cerrado en el grafode recursos como se muestra arriba

Grafo de recursos sin ciclo cerrado

P1 P2 P3

R1 R2

R3R4

Hay bloqueo mortalen este grafo?

Grafo de recursos 1

P1 P2 P3

R1 R2

R3

Hay bloqueo mortal en este grafo de recursos?

Grafo de recursos 2

P1 P2

R1

R2

P3

P4

Grafo de recursos conciclo.Hay bloqueo mortal?Por que?

Usando semáforos

Hay bloqueo mortal al invertir operaciones wait sobre semáforosen el consumer? Cuando ocurre?

Productorwhile (true) { /* produce un item en proxProd */ wait(mutex); wait(vacio); buffer[in] = proxProd; in = (in + 1) % N; contador++; signal(mutex); signal(lleno);}

Consumidor

While(true){ wait(lleno); wait(mutex); proxCons = buffer[out]; out = (out + 1) % N; contador--; signal(mutex); signal(vacio); /* consume proxCons */ }

int contador = 0; //indica número de items en bufferchar buffer[N];int in = 0; int out = 0;sem mutex=1; sem vacio = N; sem lleno = 0;

Como enfrentar bloqueos mortales?

Prevención: No permitir que bloqueo mortal ocurra Proceso/Hebra adquiera todos los recursos a

ocupar al inicio• Problemas?

Numerar recursos y procesos/hebras los adquieren en secuencia (implica que pueden obtener algunos antes que los necesiten)

• Por que funciona?• Problemas?

Detección y corrección Periódicamente revisar si hay ciclos y eliminarlos

Caso de Filósofos Comensales

Problema de Filósofos comensales Cada filósofo tiene su plato de arroz, con 5 palitos 5 filósofos se sientan a la mesa. Piensan por un rato y

cuando les da hambre comen Hay sólo 5 palitos en la mesa (cada persona necesita 2

palitos para comer arroz a la manera china) Para poder comer cada filósofo tiene que

obligatoriamente conseguir dos palitos Problema es importante porque introduce posibles

problemas de Deadlock(bloqueo mortal) y Starvation(inanición)

Animación disponible en : http://www.doc.ic.ac.uk/~jnm/book/book_applets/Diners.html

Ilustración

Posible solución usando semáforos

Problemas Produce deadlock Si todos simultaneamente toman

palito izquierdo, no pueden tomar el palito derecho pues ya esta tomado por su vecino

Posibles soluciones Solo 4 filósofos puedan comer a la

vez Uno de los filósofos toma primero el

tenedor derecho y luego el izquierdo Permitir que un filósofo tome sus

tenedores sólo si ambos están disponibles (y hacerlo dentro de sección crítica)

Nota: cuando se evita bloqueo tambien se tiene que tener en cuenta que exista condicion en la cual algun filósofo de muera de hambre

semaforo palito[5];

do {…pensar();…wait(palito[i]);wait(palito[(i+1)%5];….comer();…signal(palito[i]);signal(palito[(i+1)%5]);

} while(1);