Klasyczne problemy współbieżności i ich rozwiązania

Klasyczne problemy współbieżności
Problem producenta i konsumenta
Problem czytelników i pisarzy
Problem pięciu filozofów

Producent i konsument – sytuacja idealna
Producent
Konsument
Produkuję dane
Produkuję dane
Produkuję dane
Produkuję dane
Konsumuję dane
Czekam
Czekam
Konsumuję dane
Czekam
Konsumuję dane
Czekam

Producent produkuje szybciej niż konsument konsumuje
Producent
Konsument
Produkuję dane
Produkuję dane
Produkuję dane
Produkuję dane
Konsumuję dane
Czekam
Konsumuję dane
Konsumuję dane
Bufor
Dane oczekujące
Dane oczekujące
Dane oczekujące

Problem wielkości bufora
Jeśli średni czas konsumpcji jest krótszy od średniego czasu produkcji – bufor może być niepotrzebny.
Jeśli średni czas konsumpcji jest dłuższy od średniego czasu produkcji – w nieskończonym czasie dowolnej wielkości bufor może być za krótki.
Jeśli średni czas konsumpcji jest równy od średniemu czasowi produkcji – ustala się tak wielkość bufora, aby wystarczył na pewien czas.
Wniosek – jeśli nie możemy zagwarantować, że średni czas konsumpcji będzie mniejszy lub równy średniemu czasowi produkcji, to zawsze jakaś porcja danych może zostać utracona.

Problem czytelników i pisarzy
Czytelnia
Pisarz
Pisarz
Pisarz
Czytelnik
Czytelnik
Czytelnik
wielu czytelników może czytać naraz
czytelnia musi być pusta, aby pisarz mógł pisać

Rozwiązanie z możliwością zagłodzenia pisarzy
Pisarz
Czytelnik
Czy są w czytelni inni czytelnicy?
Wchodzę
Czy w czytelni jest pisarz?
T
N
N
Czekam
T
Czy czytelnia jest pusta?
Wchodzę
T
Czekam
N

Rozwiązanie z możliwością zagłodzenia czytelników
Pisarz
Czytelnik
Czy są w czytelni inni czytelnicy?
Wchodzę
Czy w czytelni jest pisarz?
T
N
N
Czekam
T
Czy czytelnia jest pusta?
Wchodzę
T
Czekam
N
Czy pisarz czeka na wejście?
N
Czekam
T

Rozwiązanie poprawne
Pisarz
Czytelnik
Czy są w czytelni inni czytelnicy?
Wchodzę
Czy w czytelni jest pisarz?
T
N
N
Czekam
T
Czy czytelnia jest pusta?
Wchodzę
T
Czekam
N
Czy pisarz czeka na wejście?
N
Czekam
T
Czy czytelnicy czekają na wejście?
N
Wpuść wszystkich czytelników
T

Problem pięciu filozofów
filozof
miska ryżu
pałeczka
każdy filozof do jedzenia potrzebuje dwóch pałeczek

Rozwiązanie z możliwością zakleszczenia
Filozof
Czy lewa pałeczka jest wolna?
Czy prawa pałeczka jest wolna?
Czekam
Podnoszę lewą pałeczkę
T
N
Czekam
N
T
Podnoszę prawą pałeczkę
Jem
Odkładam pałeczki
Myślę

Rozwiązanie z możliwością zagłodzenia
Filozof
Czy obie pałeczki są wolne?
Czekam
Podnoszę obie pałeczki
T
N
Jem
Odkładam pałeczki
Myślę