Readers-Writers & The Dining Philosophers Problem

Readers-Writers

&

The Dining Philosophers Problem

Maharmon Arnaldo Api Perdana

Contact: apiperdana@gmail.com

Pembahasan

• Masalah Readers-Writers

• Program Readers-Writers

• Solusi Readers-Writers

• Masalah The Dining Philosopher

• Semafor Sebagai Solusi

• Solusi Masalah The Dining Philosoper

Readers - Writers

• Terdiri dari dua proses:

– Readers, yang berfungsi sebagai pembaca

– Writers, yang berfungsi sebagai pembaca dan penulis

• Kedua proses berbagi sumber daya penyimpanan yang sama

• Masalah: Adanya beberapa pembaca dan penulis yang ingin mengakses suatu berkas secara bersamaan

• Tujuan: data tidak menjadi korupsi

Kondisi Readers - Writers

• Pembaca dapat membaca secara simultan

• Hanya boleh ada satu penulis pada suatu saat

• Bila ada yang menulis, tidak boleh ada yang

membaca

Readers

public class Reader extends Thread {

public Reader(int r, Database db) {

readerNum = r;

server = db;

}

public void run() {

int c;

while (true) {

//System.out.println("reader " + readerNum + " is sleeping.");

Database.napping();

System.out.println("reader " + readerNum + " wants to read.");

c = server.startRead();

Readers (2)

// you have access to read from the database

System.out.println("reader " + readerNum + " is reading. Reader Count =

" + c);

Database.napping();

System.out.print("reader " + readerNum + " is done reading. ");

c = server.endRead();

//System.out.println("reader " + readerNum + " is done reading. Count =

" +c);

} }

private Database server;

private int readerNum;

Writers

public class Writer extends Thread {

public Writer(int w, Database db) { writerNum = w;

server = db;

}

public void run() { while (true)

{

//System.out.println("writer " + writerNum + " is sleeping.");

Database.napping();

System.out.println("writer " + writerNum + " wants to write.");

server.startWrite();

Writers (2)

// you have access to write to the database

System.out.println("writer " + writerNum + " is writing.");

Database.napping();

System.out.println("writer " + writerNum + " is done writing.");

server.endWrite();

//System.out.println("writer " + writerNum + " is done writing.");

} }

private Database server;

private int writerNum;

}

Solusi Readers - Writers

• Pembaca Diprioritaskan

• Penulis Diprioritaskan

• Pembaca Dan Penulis Mendapat Prioritas

yang sama

Solusi Dengan Pembaca Diprioritaskan

• Bisa terjadi Starvation untuk proses Writer

public void mulaiMembaca(){

mutex.tunggu();

nPembaca++;

if (nPembaca == 1) brks.tunggu();

mutex.sinyal();

}

public void selesaiMembaca(){

mutex.tunggu();

--nPembaca;

if (nPembaca == 0) brks.sinyal();

mutex.sinyal();

}

public void mulaiMenulis(){

brks.tunggu();

}

public void selesaiMenulis(){

brks.sinyal();

}

Solusi Dengan Penulis Diprioritaskan

• Dapat menyebabkan starvation untuk proses Reader.

public void mulaiMembaca(){

mutex1.tunggu();

baca.tunggu();

mutex2.tunggu();

nPembaca++;

if (nPembaca == 1) tulis.tunggu();

mutex2.sinyal();

baca.sinyal();

mutex1.sinyal();

}

public void selesaiMembaca(){

mutex2.tunggu();

nPembaca--;

if (nPembaca == 0) tulis.sinyal();

mutex2.sinyal();

}

Solusi Dengan Penulis Diprioritaskan (2)

public void mulaiMenulis(){

mutex3.tunggu();

nPenulis++;

if (nPenulis == 1) baca.tunggu();

mutex3.sinyal();

tulis.tunggu();

}

public void selesaiMenulis(){

tulis.sinyal();

mutex3.tunggu();

nPenulis--;

if (nPenulis == 0) baca.sinyal();

mutex3.sinyal();

}

Solusi Dengan Pembaca Dan Penulis Mendapat Prioritas Sama

• Ada kemungkinan terjadi antrian yang

panjang

Dining Philosophers

Dining Philosophers

• Merupakan masalah klasik sinkronisasi karena menjadi contoh bagi masalah concurrency-

control pada tingkat yang lebih tinggi

• Representasi sederhana atas kebutuhan untuk mengalokasikan sumber daya kepada

beberapa proses tanpa terjadi deadlock maupun starvation

• Diketahui sejumlah (N) filsuf yang hanya

memiliki tiga kondisi; berpikir, lapar, dan makan duduk pada meja bundar

• Di antara para filsuf terdapat satu buah sumpit

dan di tengah meja terdapat semangkuk mie

Dining Philosophers (2)

• Yang harus diperhatikan:

¾Deadlock: Semua filsuf ingin makan dan telah memegang sumpit

¾Starvation: Ada filsuf yang kelaparan dalam

waktu yang lama

Semafor

• Solusi yang mungkin langsung terlihat adalah dengan menggunakan semafor.

• Setiap sumpit mewakili sebuah semafor.

• Jika filsuf ingin mengambil sumpit, ia jalankan perintah wait

• Jika filsuf ingin meletakkan kembali

sumpit, ia jalankan perintah signal

Semafor (2)

var chopstick: array [0..4] of semaphore;

repeat

wait (chopstick [i]);

wait (chopstick [i + 1 mod 5 ]);

… eat

…

signal (chopstick [i]);

signal (chopstick [i + 1 mod 5 ]);

… think

…

Kelemahan Semaphor

• Low Level

• Karena tersebar di seluruh program, maka sulit dalam pemeliharaannya

• Error yang terjadi sulit untuk dideteksi

• Lebih baik menggunakan high-level construct

• Dapat terjadi deadlock!

Solusi Dining Philosophers

• Filsuf hanya bisa mengambil sumpit jika kedua sumpit di sampingnya ada

• Menggunakan solusi asimetris

• Jumlah filsuf pada suatu meja maksimal adalah empat

• Menggunakan Monitor