Resumen del Tema

Resumen

El tema ha estudiado el problema de la sincronización de procesos concurrentes, los mecanismos de comunicación y los interbloqueos.

Causas de los problemas de sincronización

Variables compartidas: la principal causa de inconsistencias es la existencia de copias temporales por parte de los procesos concurrentes en registros del procesador. Cuando un proceso está modificando una variable y es interrumpido, otro proceso puede leer un valor parcial, produciendo resultados erróneos (race conditions).

Dispositivos compartidos: una sincronización incorrecta puede provocar problemas de interbloqueo.

Solución: semáforos

Los semáforos permiten la sincronización de manera sencilla mediante tres operaciones atómicas: sem_init, sem_wait y sem_signal. Se utilizan para:

• Exclusión mutua en secciones críticas.
• Conteo de recursos disponibles.
• Sincronización entre procesos.

Problema principal: el programador es el responsable de su buen uso. Un uso incorrecto puede provocar deadlocks o inanición.

Comunicación entre procesos

Paso de mensajes: mecanismo que permite sincronización y comunicación simultáneas. En Unix se implementa mediante pipes, named pipes y sockets (colas de bytes FIFO). Las pipes son volátiles y no permiten re-posicionamiento.

Señales de software: permiten a los procesos recibir notificaciones de acontecimientos asíncronos (errores, dispositivos, temporizadores, otros procesos). La interfaz POSIX ofrece un conjunto completo de herramientas para programar, bloquear y gestionar señales.

Interbloqueos (deadlocks)

Los deadlocks aparecen cuando procesos cooperativos esperan recursos que están asignados a otros procesos, formando un bucle de espera. Las cuatro condiciones necesarias son: exclusión mutua, retención y espera, no expropiación y espera circular. Las estrategias incluyen prevención (ordenar recursos), evitación (control de asignación) y detección/recuperación.

Ideas clave

• Las copias temporales son la causa raíz de inconsistencias en variables compartidas.
• Los semáforos resuelven la exclusión mutua pero requieren uso cuidadoso.
• El paso de mensajes combina sincronización e intercambio de información.
• Las señales permiten notificaciones asíncronas entre procesos y el SO.
• Los deadlocks se previenen ordenando los recursos y pidiéndolos en orden creciente.