Esercizio monitor. Sistemi Operativi T 1

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1 Esercizio monitor Si consideri un piccolo Aereoporto, nel quale sia presente una sola pista, utilizzata sia per i decolli che per gli atterraggi. La pista puo` anche essere percorsa da mezzi di servizio: durante il transito di mezzi di servizio nessun aereo puo` accedere alla pista. Pertanto la pista puo` trovarsi in 3 stati diversi: 1. Atterraggio: la pista e` allocata ad un unico aereo che deve effettuare l atterraggio. 2. Decollo: la pista e` allocata a un solo aereo che deve eseguire il decollo. 3. Servizio: la pista e` allocata a uno o piu` mezzi di servizio; per evitare situazioni di eccessivo traffico, in questo stato la pista non puo` accogliere piu` di MAX mezzi. Sistemi Operativi T 1

2 Si vuole realizzare una politica di sincronizzazione degli accessi alla pista che tenga conto delle specifiche date ed inoltre dei seguenti vincoli di priorita`: nell accesso alla pista venga data la precedenza assoluta agli aerei in fase di atterraggio; Inoltre gli aerei in fase di decollo abbiano la precedenza sui mezzi di servizio. Realizzare un applicazione concorrente in Java che, rappresentando aerei e mezzi di servizio mediante thread concorrenti, implementi la politica di sincronizzazione data. Sistemi Operativi T 2

3 Sistemi Operativi L-A AA

4 1. Quali processi? Impostazione 2. Qual è la struttura di ogni processo? 3. Definizione del monitor per gestire la risorsa 4. Definizione delle procedure "entry" 5. Definizione del programma concorrente Sistemi Operativi T 4

5 Impostazione 1. Quali processi? Aerei (in atterraggio e in decollo) Mezzi di servizio 2. Quale struttura per i processi? Aerei (atterraggio): pista.inizioa(); <usa la pista> pista.finea(); Aerei (decollo): pista.iniziod(); <usa la pista> pista.fined(); Servizio: while(true) { pista.entras(); <usa la pista> pista.esces(); Sistemi Operativi T 5

6 Def. thread Aereo import java.util.random; public class Aereo extends Thread { private monitor pista; public int direzione; public Aereo( monitor Mon, int dir) { this.pista = Mon; this.direzione = dir; public void run() { Random rand = new Random(); try { sleep( rand.nextint(15000) ); if (direzione==0) //atterraggio { pista.inizioa(); sleep(rand.nextint(3000)); pista.finea(); else //decollo { pista.iniziod(); sleep(rand.nextint(3000)); pista.fined(); catch(interruptedexception e){ Sistemi Operativi T 6

7 Def. thread Servizio import java.util.random; public class Servizio extends Thread { private monitor M; public Servizio(monitor mon) { M=mon; public void run() { Random rand = new Random(); while(true) { try { sleep( rand.nextint(15000) ); M.entraS(); sleep( rand.nextint(5000) ); M.esceS(); catch (InterruptedException e) { Sistemi Operativi T 7

8 Monitor 3. Definizione del monitor per gestire la risorsa pista: Aerei in atterraggio, in decollo e mezzi di servizio sono soggetti a vincoli di sincronizzazione diversi possibilita` di attesa in ingresso per aerei e mezzi di servizio 3 condition (2 per aerei A/D, 1 per servizio) Sistemi Operativi T 8

9 public class monitor 3. Definizione del monitor { private final int MAX = 4; private final int ATT = 0; private final int DEC = 1; private Lock mutex = new ReentrantLock(); //Code private Condition codaaerei[] = new Condition[2]; private int sospcodaaerei[] = new int[2]; private Condition codas; private int sosps, servizioin; private int sullapista[] = new int[2]; Sistemi Operativi T 9

10 public monitor( ) { codas=mutex.newcondition(); sosps=0; servizioin=0; for( int i=0 ; i<2 ; i++ ) { codaaerei[i] = mutex.newcondition(); sospcodaaerei[i] = 0; sullapista[i] = 0; Sistemi Operativi T 10

11 4.Def. procedure entry public void inizioa() throws InterruptedException { mutex.lock(); try { while ( sullapista[dec] > 0 sullapista[att] >0 servizioin>0) { sospcodaaerei[att]++; System.out.println("Aereo in atterraggio: ATTENDO"); codaaerei[att].await(); sospcodaaerei[att]--; sullapista[att]++; System.out.println( atterraggio: entro"); finally { mutex.unlock(); Sistemi Operativi T 11

12 4.Def. procedure entry public void finea() throws InterruptedException { mutex.lock(); try { sullapista[att]--; System.out.println( Atterraggio: esco"); if( sospcodaaerei[att] > 0 ) codaaerei[att].signal(); else if ( sospcodaaerei[dec] > 0) codaaerei[dec].signal(); else if (sosps>0) codas.signalall(); finally{ mutex.unlock(); Sistemi Operativi T 12

13 4.Def. procedure entry public void iniziod() throws InterruptedException { mutex.lock(); try { while ( sullapista[dec] >0 sullapista[att] >0 sospcodaaerei[att]>0 servizioin>0) { sospcodaaerei[dec]++; System.out.println( Decollo: ATTENDO"); codaaerei[dec].await(); sospcodaaerei[dec]--; sullapista[dec]++; System.out.println("Aereo in decollo: entro"); finally { mutex.unlock(); Sistemi Operativi T 13

14 4.Def. procedure entry public void fined() throws InterruptedException //fine decollo { mutex.lock(); try { sullapista[dec]--; System.out.println("Aereo in decollo: esco"); if( sospcodaaerei[att] > 0) codaaerei[att].signal(); else if ( sospcodaaerei[dec] > 0 ) codaaerei[dec].signal(); else if (sosps>0) codas.signalall(); finally { mutex.unlock(); Sistemi Operativi T 14

15 4.Def. procedure entry public void entras() throws InterruptedException { mutex.lock(); try { while ( sullapista[dec] >0 sullapista[att] >0 sospcodaaerei[att]>0 sospcodaaerei[dec]>0 servizioin==max) { sosps++; System.out.println( Servizio: ATTENDO"); codas.await(); sosps--; servizioin++; System.out.println("mezzo di Servizio: entro"); finally { mutex.unlock(); Sistemi Operativi T 15

16 4.Def. procedure entry public void esces() throws InterruptedException //fine servizio { mutex.lock(); try { servizioin--; System.out.println( Servizio: esco"); if( sospcodaaerei[att] > 0 && servizioin==0) codaaerei[att].signal(); else if ( sospcodaaerei[dec] > 0 && servizioin==0 ) codaaerei[dec].signal(); else if (sospcodaaerei[att] == 0 && sospcodaaerei[dec] == 0 && sosps>0) codas.signal(); finally { mutex.unlock(); // fine monitor Sistemi Operativi T 16

17 Definizione main import java.util.*; import java.util.random; public class aeroporto { public static void main(string[] args) { int i; int N_Aerei = 10; int Nservizio=15; monitor pista = new monitor(); Random rand = new Random(); Aereo []A = new Aereo[N_Aerei]; Servizio []S= new Servizio[Nservizio]; for( i=0 ; i<n_aerei ; i++) { A[i] = new Aereo(pista, rand.nextint(2) ); for( i=0 ; i<nservizio ; i++) { S[i] = new Servizio(pista); Sistemi Operativi T 17