M2.F3: Synkronisering

Question 1

Hur kan man implementera concurrency?

Answer 1

Med processer eller trådar

Question 2

Vad sparas i heap memory?

Answer 2

Ett objekts data

Question 3

Vad sparas i stack memory?

Answer 3

Referens till objekt och primitiva datatyper

Question 4

Vad delar trådar på?

Answer 4

Globala variabler, statiska objekt och objekt i heapen

Question 5

Vad delar trådar inte på?

Answer 5

Lokala variabler.

Question 6

Vad har en tråd eget av?

Answer 6

Program counter och egen call stack

Question 7

Var körs trådar?

Answer 7

I en process adress space

Question 8

När kan ett problem uppstå?

Answer 8

När två trådar försöker ändra värdet på en delad resurs samtidigt

Question 9

Hur kan trådar kommunicera med varandra?

Answer 9

Genom delade variabler eller objekt och genom att skicka/ta emot trådar med metodkall.

Question 10

Varför är det komplicerat för trådar att kommunicera med varandra?

Answer 10

För de körs endast inom tiden de får av CPUn och en tråd kanske inte hinner klart en operation innan CPUn byter till en annan tråd.

Question 11

Hur lagras en lokal variabel av objekttyp?

Answer 11

Referensen sparas i stacken och objektdatan sparas i heapen.

Question 12

Varför är en metod trådsäker om den endast skapar nya objekt (istället för att använda befintliga)?

Answer 12

För att varje tråd skapar en ny instans av objektet och referensen till det sparas på trådens lokala stack (som inga andra trådar kommer åt)

Question 13

Vad kan man säga om två trådar som startas direkt efter varandra?

Answer 13

Man kan inte säkerställa vilken som kommer starta eller avsluta först.

Question 14

Hur fungerar context switch?

Answer 14

• En tråd får en förbestämd tidsperiod av processorn

- När tiden gått ut sparas trådens kontext och processorn går vidare till nästa tråd

Question 15

Väntar processorn på att en tråd ska bli klar med sin operation innan den context switchar? (by default)

Answer 15

Nej.

Question 16

Vad är interleave?

Answer 16

Det innebär att en operation kan bestå av flera steg och interleave sker när två trådars steg överlappar varandra.

Question 17

Vad är thread interference?

Answer 17

Ett tillstånd som uppstår när mer än en tråd körs simultant och försöker komma åt samma data

Question 18

När sker thread interference?

Answer 18

När två operationer i två olika trådar men som använder samma data överlappar (intereleave)

Question 19

Vad är anledningen till att interference uppstår?

Answer 19

Koden är inte skriven trådsäkert

Question 20

Vad kan hända med data om två eller flera trådar har tillgång till den?

Answer 20

Den kan bli korrumpterad

Question 21

Vad garanterar non-interference som safety property?

Answer 21

Att en atomisk handling i en tråd inte ändrar en delad resurs som är tillgänglig för en annan tråd som befinner sig i sin kritiska sektion

Question 22

Hur kan man undvika interference? (4st)

Answer 22

• Genom att deklarera en metod syncronized i java eller använda lås i C#
• Deklarera variabler som final eller volatile i java (const, readonly i C#)
• använda trådlokala variabler
• Använda atomiska operationer (mutual exclusion)

Question 23

Vad är en atomisk operation?

Answer 23

En operation som körs av en enda enhet av arbete utan iblandning från andra trådar (begränsa tillgängligheten för multipla trådar)

Question 24

Vad är race condition?

Answer 24

När trådar kan nå samma resurser kan reading och writing ske i fel ordning och orsaka felaktig output och korrupt data

Question 25

Hur kan starvation och deadlock upstå?

Answer 25

När en tråd försöker komma åt en delad resurs och en annan tråd “håller” resursen utan att släppa den.

Question 26

Vad är synkronisering?

Answer 26

Processen för att se till att trådar fungerar på ett sätt där delade resurser och data används säkert.

Question 27

Vad kan man säga om en atomic action i förhållande till interleaving?

Answer 27

Den körs helt utan interleaving/överlappning (och därmed utan interference)

Question 28

Kan en atomisk operation stanna mitt i?

Answer 28

Nej. Antingen händer den helt eller inte alls.

Question 29

Hur uppnår vi en atomic action?

Answer 29

Genom att säkerställa att bara en tråd i taget har tillgång till det kodblocket

Question 30

Hur kan man implementera en atomic action?

Answer 30

Genom att använda Critical Sections Protocols (ex. locks eller semaforer)