Cornelia Heinisch, Frank Müller-Hofmann, Joachim Goll ... - HSR-Wiki

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In objektorientierten Programmiersprachen lässt sich ein Monitor als ein Objekt mit
speziellen Eigenschaften für die Methoden realisieren.
Einfache kritische Abschnitte reichen aus für einen wechselseitigen Ausschluss.
Oftmals jedoch ist das Betreten eines kritischen Abschnitts abhängig vom Vorliegen
einer bestimmten Bedingung. So kann etwa ein Erzeuger-Prozess nur dann in einen
Puffer, der eine globale Variable darstellt, schreiben, wenn der Puffer nicht voll ist. Ist
der Puffer voll, so muss der Erzeuger-Prozess mit dem Schreiben warten.
Um einen Monitor praktikabel zu machen, muss also ein Monitor die Möglichkeit
bedingter kritischer Abschnitte (conditional critical sections) bieten, damit ein
Prozess beim Betreten eines kritischen Abschnitts prüfen kann, ob er diesen kritischen
Abschnitt ausführen soll oder nicht. Auf Grund einer vorliegenden Bedingung
kann ein Prozess freiwillig die Abarbeitung einer Methode unterbrechen, z.B. wenn
die Bedingung "Daten vorhanden" nicht erfüllt ist. Ein Prozess kann seine Arbeit
unterbrechen, indem er einen wait()-Befehl an den Monitor gibt. Damit wird dieser
Prozess blockiert und der Monitor für einen anderen Prozess freigegeben. Ein
anderer Prozess kann dann den Monitor betreten – z.B. ein Schreibprozess –, die
Bedingung ändern und vor dem Verlassen des kritischen Abschnitts ein Signal mit
dem signal()-Befehl an die Warteschlange der Prozesse senden, die auf die
Erfüllung der Bedingung "Daten vorhanden" warten. Durch das Senden eines signal()-Befehls
wird ein Prozess aus der Warteschlange aufgeweckt und kann die
Bearbeitung fortsetzen.
19.5.4 Mutual exclusion in Java mit dem Monitorkonzept
Ein wechselseitiger Ausschluss wird in Java mit dem Monitorkonzept und nicht mit
Semaphoren realisiert. In Java wird das Monitorkonzept mit Hilfe des Schlüsselwortes
synchronized umgesetzt. Das Schlüsselwort synchronized kann als
Schlüsselwort für Methoden verwendet werden oder einen zu synchronisierenden
Block kennzeichnen. Im Folgenden werden die Möglichkeiten zur Realisierung eines
Monitors vorgestellt:
• Monitor für den gegenseitigen Ausschluss von synchronisierten Klassenmethoden
einer Klasse.
Werden eine oder mehrere Klassenmethoden mit dem Schlüsselwort
synchronized versehen, so wird ein Monitor um diese
Methoden herumgebaut. Dadurch kann nur ein einziger Thread
zu einer bestimmten Zeit eine der synchronisierten Methoden
bearbeiten.
Der folgende Codeausschnitt zeigt zwei synchronisierte Klassenmethoden:
public class Syn1
{
. . . . .
public static synchronized void methode1()
{
// kritischer Abschnitt
}