Guião sobre programação com tarefas e processos

Objetivos

No final deste guião, deverá ser capaz de:

• compreender os conceitos programação paralela com tarefas (que é um dos requisitos essenciais do 1º exercício do projeto de SO) e também com processos;
• utilizar primitivas para a gestão de tarefas como o pthread_create e pthread_join;
• utilizar primitivas para a gestão de processos, como o fork e wait.

Requisitos

• Sistema operativo Linux Ubuntu 20.04 LTS (se não o tiverem disponível no vosso computador pessoal, podem utilizar os computadores do laboratório).

1. Tarefas

Clone este repositório, usando: git clone https://github.com/tecnico-so/lab_tarefas-processos.git.

Aceda à diretoria com o comando: cd lab_tarefas-processos.

Na pasta src estude, compile e execute a aplicação.
O programa cria diferentes tarefas (threads) a executar em paralelo.

1.1 Interpretação dos resultados

Consulte o seguinte diagrama e interprete o resultado do programa.

Porque razão diferentes execuções do programa podem resultar em diferentes valores para variável global g_value?

1.2 Exercício

Monte uma experiência que prove a afirmação anterior (ponto 1.1).
Sugestão: utilize a chamada sistema sleep.

1.3 Uso de sanitizador

Como iremos lidar com programas concorrentes aconselha-se a utilização do ThreadSanitizer para ajudar a detetar problemas de acessos concorrentes. Para isto, note a ativação deste sanitizador com a opção -fsanitize na Makefile.

Revisite o guião sobre ferramentas de deteção de erros, onde pode encontrar mais detalhes sobre o uso de sanitizadores de código.

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2. Processos

Componha um programa paralelo alternativo, process.c, em que as chamadas a pthread_create e pthread_join são substituídas por chamadas a fork e wait (tenha o cuidado de assegurar que a função wait só é chamada pelo processo pai).

Neste caso, o paralelismo acontecerá com processos distintos, e não com tarefas dentro do mesmo processo. O que muda no resultado que este novo programa imprime no stdout?

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Conclusão

As tarefas (threads) permitem ter paralelismo dentro de um processo, com partilha de memória. Os processos permitem ter paralelismo dentro de um sistema, permitindo ter várias aplicações a executar-se separadamente, com isolamento da memória. Neste laboratório vimos os dois tipos de paralelismo em ação.

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Contactos para sugestões/correções: LEIC-Alameda, LEIC-Tagus, LETI