FOREN-MONITOR

Monitor (concurrencia)
Saltar a: navegación, búsqueda
En la programación paralela, los monitores son objetos destinados a ser usados sin peligro por más de un hilo de ejecución. La característica que principalmente los define es que sus métodos son ejecutados con exclusión mutua. Lo que significa, que en cada momento en el tiempo, un hilo como máximo puede estar ejecutando cualquiera de susmétodos. Esta exclusión mutua simplifica el razonamiento de implementar monitores en lugar de código a ser ejecutado en paralelo.
En el estudio y uso de los semáforos se puede ver que las llamadas a las funciones necesarias para utilizarlos quedan repartidas en el código del programa, haciendo difícil corregir errores y asegurar el buen funcionamiento de los algoritmos. Para evitar estosinconvenientes se desarrollaron los monitores. El concepto de monitor fue definido por primera vez por Charles Antony Richard Hoare en un artículo del año 1974.1 La estructura de los monitores se ha implementado en varios lenguajes de programación, incluido Pascal concurrente, Modula-2, Modula-3 y Java, y como biblioteca de programas.
COMPONENTES:
Un monitor tiene cuatro componentes: inicialización, datosprivados, métodos del monitor y cola de entrada.
Inicialización: contiene el código a ser ejecutado cuando el monitor es creado
Datos privados: contiene los procedimientos privados, que sólo pueden ser usados desde dentro del monitor y no son visibles desde fuera
Métodos del monitor: son los procedimientos que pueden ser llamados desde fuera del monitor.
Cola de entrada: contiene a los hilosque han llamado a algún método del monitor pero no han podido adquirir permiso para ejecutarlos aún.
Exclusión mutua en un monitor

Los monitores están pensados para ser usados en entornos multiproceso o multihilo, y por lo tanto muchos procesos o threads pueden llamar a la vez a un procedimiento del monitor. Los monitores garantizan que en cualquier momento, a lo sumo un thread puede estarejecutando dentro de un monitor. Ejecutar dentro de un monitor significa que sólo un thread estará en estado de ejecución mientras dura la llamada a un procedimiento del monitor. El problema de que dos threads ejecuten un mismo procedimiento dentro del monitor es que se pueden dar condiciones de carrera, perjudicando el resultado de los cálculos. Para evitar esto y garantizar la integridad de losdatos privados, el monitor hace cumplir la exclusión mutua implícitamente, de modo que sólo un procedimiento esté siendo ejecutado a la vez. De esta forma, si un thread llama a un procedimiento mientras otro thread está dentro del monitor, se bloqueará y esperará en la cola de entrada hasta que el monitor quede nuevamente libre. Aunque se la llama cola de entrada, no debería suponerse ningunapolítica de encolado.

Para que resulten útiles en un entorno de concurrencia, los monitores deben incluir algún tipo de forma de sincronización. Por ejemplo, supóngase un thread que está dentro del monitor y necesita que se cumpla una condición para poder continuar la ejecución. En ese caso, se debe contar con un mecanismo de bloqueo del thread, a la vez que se debe liberar el monitor para ser usadopor otro hilo. Más tarde, cuando la condición permita al thread bloqueado continuar ejecutando, debe poder ingresar en el monitor en el mismo lugar donde fue suspendido. Para esto los monitores poseen variables de condición que son accesibles sólo desde adentro. Existen dos funciones para operar con las variables de condición:

cond_wait(c): suspende la ejecución del proceso que la llama conla condición c. El monitor se convierte en el dueño del lock y queda disponible para que otro proceso pueda entrar.
cond_signal(c): reanuda la ejecución de algún proceso suspendido con cond_wait bajo la misma condición c. Si hay varios procesos con esas características elige uno. Si no hay ninguno, no hace nada.

Nótese que, al contrario que los semáforos, la llamada a cond_signal(c) se...