Chương 3. Kiểm soát xung đột Synchronization Technique Lương Ánh Hoàng hoangla@soict.hut.edu.vn
Nội dung
3.1 Khái niệm 3.2 Đoạn găng (Critical Section). 3.3 Đèn hiệu (Semaphore) 3.4 Mutex 3.5 Event 3.6 SRW Lock
47
3.1 Khái niệm
§ Xung đột là vấn đề phát sinh khi nhiều luồng của chương trình chạy trên bộ vi xử lý đa nhân cùng truy nhập một tài nguyên hệ thống.
§ Ví dụ
WINAPI Thread(LPVOID lpParam)
int x = 0; DWORD {
for (int i=0;i<2000000;i++) x++; return 0;
} int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) {
HANDLE hThread1 = CreateThread(NULL,NULL,Thread,NULL,NULL,NULL); HANDLE hThread2 = CreateThread(NULL,NULL,Thread,NULL,NULL,NULL); WaitForSingleObject(hThread1,INFINITE); WaitForSingleObject(hThread2,INFINITE); printf("X=%d",x); getch(); return 0;
}
48
3.2 Đoạn găng
§ Đoạn găng (Critical Section) là đoạn chương trình được bảo vệ bởi hệ điều hành sao cho tại mọi thời điểm chỉ có một luồng được phép thực thi.
§ Sử dụng
CRITICAL_SECTION cs InitializeCriticalSection(&cs)
§ Khai báo: § Khởi tạo: § Sử dụng
§ Ví dụ § Đặc điểm: chỉ có tác dụng trong cùng một tiến trình
EnterCriticalSection(&cs) // Bắt đầu đoạn găng … // Kết thúc đoạn găng LeaveCriticalSection(&cs) // DeleteCriticalSection(&cs)
49
3.3 Đèn hiệu § Đèn hiệu (Semaphore) dùng để giới hạn số lượng luồng tối đa được
phép thực thi cùng một đoạn chương trình.
§ Sử dụng
HANDLE hSemaphore hSemaphore = CreateSemaphore(NULL,5,5,NULL)
§ Khai báo: § Khởi tạo: § Sử dụng
§ Ví dụ § Đặc điểm
WaitForSingleObject(hSemaphore, 0L) // … // ReleaseSemaphore(hSemaphore,1,NULL) // CloseHandle(hSemaphore)
§ Dùng chung được giữa các tiến trình § Tốc độ chậm hơn CRITICAL_SECTION
50
3.4 Mutex
§ Mutex dùng để bảo vệ tài nguyên của chương trình, tại một thời điểm
chỉ cho phép một luồng của một tiến trình truy nhập.
§ Sử dụng
HANDLE hMutex; hMutex = CreateMutex(NULL, FALSE, NULL)
§ Khai báo: § Khởi tạo: § Sử dụng
§ Ví dụ § Đặc điểm
WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE) // … // ReleaseMutex(hMutex)
§ Chậm hơn CRITICAL_SECTION § Có thể đồng bộ giữa các tiến trình
51
3.5 Event
§ Event dùng đồng bộ hoạt động của các luồng thông qua cơ chế báo
hiệu. § Sử dụng
HANDLE hEvent; hMutex = CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, “MyEvent”)
§ Khai báo: § Khởi tạo: § Sử dụng
// Báo hiệu các luồng khác // Chặn các luồng khác
§ Ví dụ
WaitForSingleObject(hEvent, INFINITE) // … SetEvent(hEvent) ResetEvent(hEvent) … // CloseHandle(hEvent)
52
3.5 SRW Lock
§ SRW Lock (Slim Reader Writer Lock )dùng đồng bộ hoạt động của các
luồng thông tương tự như đoạn găng
§ Sử dụng
lock; SRWLOCK InitializeSRWLock(&lock);
§ Khai báo: § Khởi tạo: § Sử dụng
§ Ví dụ
AcquireSRWLockShared(&lock) AcquireSRWLockExclusive(&lock) // … // ReleaseSRWLockShared(&lock) ReleaseSRWLockExclusive(&lock)
53
Bài tập
1. Viết chương trình chat Client và Server với kênh truyền đã mã hóa bằng thuật toán AES-‐256, sử dụng thư viện OpenSSL và CryptoAPI. Mật khẩu mã hóa là : 123456. Việc mã hóa và việc nhận dữ liệu được thực hiện đồng thời trên 2 luồng riêng biệt, sử dụng cơ chế đồng bộ CRITICAL_SECTION
2. Viết chương trình mã hóa và giải mã tệp tin theo thuật toán
AES-‐256, với tên nhập từ bàn phím, mật khẩu mã hóa là :nopass. Sử dụng thư viện OpenSSL và CryptoAPI
54
