KONSEP DASAR SEMAPHORE SO

1.   Konsep Dasar Semaphore

Semaphore termasuk pendekatan yang diajukan oleh Djikstra, dengan prinsip bahwa dua proses atau lebih dapat bekerja sama dengan menggunakan penanda-penanda sederhana. Seperti proses dapat dipaksa berhenti pada suatu saat, sampai proses mendapatkan penanda tertentu itu. Sembarang kebutuhan koordinasi kompleks dapat dipenuhi dengan struktur penanda yang cocok untuk kebutuhan itu. Variabel khusus untuk penanda ini disebut semaphore.Semaphore mempunyai dua sifat, yaitu:

1. Semaphore dapat diinisialisasi dengan nilai non-negatif.

2. Terdapat dua operasi terhadap semaphore, yaitu Down dan Up. Usulan asli yang disampaikan Djikstra adalah operasi P dan V.

Semaphore adalah salah satu teknik sinyal sederhana, dan merupakan konsep penting dalam OS desain, dimana sebuah nilai integer digunakan untuk pensinyalan antara proses. Hanya tiga operasi yang mungkin dilakukan pada semaphore, yang semuanya atom: inisialisasi, penurunan, dan penaikan. Operasi pengurangan dapat mengakibatkan terhalangnya proses, dan kenaikan dari pengoperasian yang sedang berlangsung dapat mengakibatkan terblokirnya suatu proses. Hal ini juga dikenal sebagai sebuah perhitungan semaphore atau semaphore umum.

Semaphore adalah bendera digunakan untuk memeriksa apakah sumber daya saat ini sedang digunakan oleh thread atau proses. Misalnya, jika suatu proses ingin menggunakan printer, terlebih dahulu perlu memastikan printer tersedia dengan memeriksa untuk melihat apakah semaphore telah ditetapkan. jika sudah diatur, maka perlu menunggu untuk proses yang saat ini telah selesai. Namun, jika printer bebas, proses ini akan menetapkan semaphore dan mulai menggunakan printer, memblokir akses ke semua proses lainnya sampai selesai.

Semaphore adalah teknik klasik untuk melindungi bagian penting dari kode dari yang secara simultan dieksekusi oleh lebih dari satu proses. Semaphore adalah generalisasi dari monitor. Sebuah monitor memungkinkan hanya satu thread untuk mengunci objek sekaligus. Semaphore A N memungkinkan proses. Proses meraih semaphore-eksklusif untuk menggunakan semi disebut menenggak semaphore karena mereka diimplementasikan dengan integer Countdown yang decrements untuk setiap kunci dan kenaikan untuk masing-masing membuka. Jika semaphore adalah sepenuhnya terisi, thread baru ingin menggunakannya akan menunggu sampai thread beberapa rilis kunci dengan upping semaphore itu. Untuk semaphore untuk bekerja, cek untuk penuh, dan penurunan harus dilakukan semua dalam satu instruksi yang tidak pernah terputus atom. Instruksi monitor JVM menyediakan dukungan hardware yang diperlukan untuk mensimulasikan semaphores.

 

Semaphore s, lain kontribusi penting oleh EW Dijkstra, dapat dilihat sebagai ekstensi untuk mutex kunci. Semaphore adalah suatu obyek dengan dua metode Tunggu dan Sinyal, sebuah integer swasta counter dan antrian swasta (benang). Semantik dari semaphore adalah sangat sederhana. Misalkan S adalah semaphore yang swasta counter telah diinisialisasi ke integer non-negatif.

• Ketika Tunggu dijalankan oleh thread, kita memiliki dua kemungkinan:

• Penghitung S adalah positif
  Dalam hal ini, konter ini mengalami penurunan sebesar 1 dan benang kembali pelaksanaannya.

• Penghitung S adalah nol
  Dalam hal ini, benang ditangguhkan dan dimasukkan ke dalam antrian pribadi S.

• Ketika Sinyal dijalankan oleh thread, kami juga memiliki dua kemungkinan:

• Antrian S tidak memiliki benang menunggu
  Penghitung S ditingkatkan oleh satu dan benang kembali pelaksanaannya.

• Antrian S telah menunggu threads
  Dalam hal ini, konter S harus nol (lihat pembahasan Tunggu di atas). Salah satu benang menunggu akan diizinkan untuk meninggalkan antrian dan melanjutkan pelaksanaannya. Benang yang mengeksekusi Sinyal juga terus.

Operasi Tunggu atau Signal adalah atom. Ini berarti sekali kegiatan Tunggu mulai (yaitu, pengujian dan penurunan nilai counter dan memasukkan benang ke dalam antrian), mereka akan terus sampai akhir tanpa gangguan apapun. Lebih tepatnya, meskipun ada banyak langkah untuk melaksanakan Tunggu dan Signal, langkah-langkah ini dianggap sebagai instruksi non-interruptible tunggal. Demikian pula, hal yang sama berlaku untuk Sinyal. Apalagi, jika lebih dari satu benang mencoba mengeksekusi Tunggu (atau sinyal), hanya satu dari mereka akan berhasil. Kita tidak boleh membuat asumsi tentang mana thread akan berhasil.

Tunggu karena dapat menyebabkan thread untuk memblokir (yaitu, ketika counter nol), ia memiliki efek yang sama dari operasi kunci dari sebuah kunci mutex. Demikian pula, sebuah sinyal dapat melepaskan benang tunggu, dan mirip dengan membuka operasi. Bahkan, semaphores dapat digunakan sebagai kunci mutex. Pertimbangkan S semaphore dengan nilai awal 1. Kemudian, Tunggu dan Signal sesuai untuk mengunci dan membuka:

Mari kita periksa bagaimana sepasang Tunggu dan Signal dapat menjamin pengecualian bersama. Perlu diingat bahwa nilai awal counter dari S adalah 1. Misalkan sejumlah benang mencoba untuk eksekusi Tunggu. Karena hanya ada satu thread berhasil dapat mengeksekusi Tunggu, thread ini, katakanlah A, menyebabkan counter berkurang sebesar 1, dan memasuki bagian yang kritis. Karena nilai awal counter adalah 1, sekali thread A memasuki critical section, konter menjadi 0, dan, sebagai hasilnya, semua usaha berikutnya dalam melaksanakan Tunggu akan diblokir. Oleh karena itu, membenarkan klaim kita bahwa Tunggu mirip untuk mengunci.