Baixe Algoritmos Distribuídos para Prevenir e Detectar Deadlock em Sistemas e outras Notas de estudo em PDF para Informática, somente na Docsity!
Sistemas Distribuídos 231
Faculdade de Informática - PUCRS
ALGORITMOS DISTRIBUÍDOS
Deadlock
Sistemas Distribuídos 232
Faculdade de Informática - PUCRS
Algoritmos Distribuídos (deadlock)
z Um deadlock é causado pela situação onde um conjunto de
processos está bloqueado permanentemente, i.e., não conseguem
prosseguir a execução, esperando um evento que somento outro
processo do conjunto pode causar.
Exemplo clássico deExemplo clássico de deadlockdeadlock
Ë P1: ... R (R1); ... R(R2); ... L(R1,R2)
Ë P2: ... R (R2); ... R(R1); ... L(R1,R2)
O deadlock Odeadlock ocorre quando os dois processosocorre quando os dois processos
adquirem o primeiro recurso que necessitamadquirem o primeiro recurso que necessitam
Sistemas Distribuídos 233
Faculdade de Informática - PUCRS
z Situação de deadlock :
alocação de recursos formando ciclo
z Outra Situação de deadlock:
vários processos tentam alocar recursos para realizar suas
tarefas,utilizando (alocando) o total de recursos de uma máquina.
Não podem acabar as tarefas por não ter recursos suficientes, não
liberam recursos por não terem acabado as tarefas.
(serializar a execução dos processos, não permitindo concorrência
de processos que utilizem na soma mais que a quantidade de
recursos disponíveis)
Sistemas Distribuídos 234
Faculdade de Informática - PUCRS
Representação da relação entre processos e Representação da relação entre processos e
recursosrecursos
P
P
alocação
alocação
requisição
R R
P
P2 possui uma unidade de R
R P
P
R P P1 requisita duas unidades de R R P1 P P1 adquire duas unidades deR
Algoritmos Distribuídos (deadlock)
Sistemas Distribuídos 237
Faculdade de Informática - PUCRS
z Estratégias de tratamento de deadlock
y evitar n evita deadlock alocando recursos cuidadosamente y prevenir n estaticamente faz com que deadlocks não ocorram y detectar n permite que o deadlock ocorra, detecta e tenta recuperar
Sistemas Distribuídos 238
Faculdade de Informática - PUCRS
Algoritmos Distribuídos (deadlock)
z Métodos para evitar deadlocks
y usam conhecimento sobre quantidades de recursos que processos irão usar, prevendo estado futuro do sistema que possa ocasionar deadlock y noção de safe-state: sistema está em um safe-state se não está em deadlock e existe uma ordem de execução dos processos do sistema que garanta que eles possam alocar os recursos necessários para prosseguir e terminar y formação de uma safe-state sequence : n para qualquer processo Pi em de uma safe sequence, os recursos que Pi pode ainda requisitar podem ser satisfeitos pelos recursos disponíveis no momento mais os recursos bloqueados por todos processos antes de Pi na safe sequence n se Pi não pode executar imediatamente, isto significa que Pi pode esperar que os processos antes dele na safe-sequence acabem, para então prosseguir
Sistemas Distribuídos 239
Faculdade de Informática - PUCRS
Exemplo - safe-state Exemplo - safe-state ou não safe-ou não safe-statestate ??
Possui Máximo P0 3 10 P1 2 4 P2 2 8 Número de unidades do recurso:12, disponível: Possui Máximo P0 5 10 P1 2 4 P2 2 8 Número de unidades do recurso:12, disponível: Possui Máximo P0 5 10 P1 2 4 P2 3 8 Número de unidades do recurso:12, disponível:
Sistemas Distribuídos 240
Faculdade de Informática - PUCRS
Algoritmos Distribuídos (deadlock)
z Métodos para evitar deadlocks
y usados raramente y assume-se que existe conhecimento prévio sobre o comportamento dos processos - difícil na prática y assume-se que número de unidades de um recurso é fixa e conhecida a priori y restringe muitos pedidos de alocação que não necessariamente levariam a deadlock
y em sistemas distribuidos, dificuldade para: n colecionar informação sobre necessidade/oferta de recursos é mais difícil
estes métodos nunca são usados em SOD
Sistemas Distribuídos 243
Faculdade de Informática - PUCRS
z Métodos para prevenir deadlocks
z collective requests
y má utilização de recursos: processo pode ter vários recursos alocados e não usar alguns por longos períodos y starvation: se processo precisa de muitos recursos, cada vez que faz pedido pode encontrar um ou mais já alocados, tem que esperar e voltar a pedir request
Sistemas Distribuídos 244
Faculdade de Informática - PUCRS
Algoritmos Distribuídos (deadlock)
z Métodos para prevenir deadlocks
z ordered requests
y evita que espera circular aconteça y associa número a recurso y processo só pode alocar recursos em uma determinada ordem
Sistemas Distribuídos 245
Faculdade de Informática - PUCRS
• Métodos para prevenir deadlocks
• ordered requests
r = { r1, r2, r3, ... ,rn} // recursos
função f = r -> N onde N é o conjunto dos números naturais
f(disco) = 1
f(fita) = 2
f(impressora) = 3
Processo que requisita Ri somente pode requisitar Rj se e
somente se f(Rj) > f(Ri) ou somente requisita Rj após liberar
Ri se f(Ri) > f(Rj)
Sistemas Distribuídos 246
Faculdade de Informática - PUCRS
Algoritmos Distribuídos (deadlock)
z Métodos para prevenir deadlocks
z preempção
y possibilita preempção de recurso y recurso preemptável: estado pode ser facilmente salvo para ser restaurado depois (ex.: cpu e memória) y se processo precisa de recurso, faz request, se outro processo que detém recurso está bloqueado a espera de outro recurso, então recurso é preemptado e passado ao primeiro processo, caso contrário primeiro processo espera y durante espera recursos podem ser preemptados deste processo para que outros progridam y processo é desbloqueado quando recurso requerido, e qualquer outro recurso preemptado dele, possam ser bloqueados para o processo
Sistemas Distribuídos 249
Faculdade de Informática - PUCRS
z Diferente de sistemas centralizados, onde as máquinas estão
disponíveis automaticamente, em um sistema distribuído estas
informações devem ser enviadas ao coordenador explicitamente
z Como cada máquina possui um grafo local, quando um arco é
incluído ou excluído do grafo local, uma mensagem deve ser
enviada para o coordenador
z Problema: quando uma mensagem demora para chegar, pode
causar um falso deadlock
Sistemas Distribuídos 250
Faculdade de Informática - PUCRS
Algoritmos Distribuídos (deadlock)
z Algoritmo distribuído de detecção
z Proposto por Chandy-Misra-Haas z Funciona da seguinte forma: y iniciado quando um processo tem que esperar um recurso alocado por outro processo y processo envia msg ( probe message ) para processo (ou processos) que está(ao) utilizando recurso y msg contém 3 informações: n número do processo que está bloqueado n número do processo que enviou a msg n número do processo que está recebendo a msg y quando a msg chega a um processo, ele verifica se está esperando por recurso n se sim a msg é atualizada e enviada para o processo que está usando o recurso y se a msg dá toda a volta e chega ao processo que iniciou a msg, um ciclo existe e o sistema está em deadlock
