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<loop_listing title="Beispiel: Aktives Warten" description="Ein Java-Programm mit zwei Threads. | <loop_listing title="Beispiel: Aktives Warten" description="Ein Java-Programm mit zwei Threads. Die Sperrvariable soll ein gleichzeitiges Betreten der kritischen Abschnitte durch beide Threads verhindern."> | ||
<source lang="java" line="true"> | <source lang="java" line="true"> | ||
public class Beispiel_Aktives_Warten { | public class Beispiel_Aktives_Warten { | ||
{{#index:Aktives Warten|Warten, aktiv|Geschäftiges Warten|Busy Waiting}} Aktives Warten, manchmal auch als Geschäftiges Warten oder auf Englisch Busy Waiting bezeichnet, ist eine recht einfache Technik, um Prozesse oder Threads zu Synchronisieren.
Findest du heraus, welchen großen Nachteil aktives Warten besitzt? Lies' mal weiter, wir kommen ganz am Ende dieser Seite auf diese Frage zurück.
{{#index:Sperrkennzeichen|Sperrvariable|Polling}} Unter aktivem Warten versteht man nach Mandl 2013 das ständige Abfragen eines Sperrkennzeichens am Eingang eines kritischen Abschnitts.
Die Technik des ständigen Abfragens ist in der Informatik auch als Polling bekannt. Das genannte Sperrkennzeichen kann eine von mehreren Prozessen oder Threads gemeinsam genutze Variable sein, man spricht dann von einer Sperrvariablen. Das folgende Beispiel geht darauf ein.
Der Code des bereits bekannten Beispiels zu kritischen Abschnitten wird um eine (globale) Sperrvariable erweitert, beide Threads haben damit Zugriff auf diese Variable:
static int lock = 0;
Besitzt lock den Wert Null, so definiert man, dass sich aktuell kein Prozess oder Thread in seinem kritischen Abschnitt befindet. Der kritische Abschnitt darf also betreten werden, dabei muss lock auf Eins gesetzt werden.
Direkt bevor der kritische Abschnitt wieder verlassen wird, wird lock auf Null zurück gesetzt.
Alle beteiligten Prozesse oder Threads müssen beim Betreten eines kritischen Bereichs den Wert von lock prüfen, und gegebenenfalls warten.
Beim Betreten des kritischen Abschnitts:
while (lock==1);
lock = 1;
Direkt vor dem Verlassen des kritischen Abschnitts:
lock = 0;
Die Codezeile
while (lock==1);
ist sehr wichtig. Hier wird der Wert von lock geprüft und gegebenenfalls gewartet. Die Sache mit dem Warten kannst du aber nur verstehen, wenn du die Bedeutung des Semikolons ganz am Ende der Codezeile kennst.
Erläutere: Welche Bedeutung hat das Semikolon in Verbindung mit dem while?
(PS.: Die while-Schleife ist auch der Grund für den großen Nachteil des aktiven Wartens, siehe letzte Aufgabe ganz unten auf dieser Seite!)
Nachdem nun bekannt ist, welcher Code zur Implementierung des aktiven Wartens notwendig ist, kann dieser an den entsprechenden Stellen des Beispielprogramms eingepflegt werden.
Tu es!
Füge den für das aktive Warten nötigen Code dem Beispielprogramm hinzu.
Welchen großen Nachteil besitzen alle Verfahren, die nach dem Prinzip des aktiven Wartens verfahren?
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