Стр. 8 - Ил.С. Свирин, П.А. Силин, В.В. Сюзев - Математическая модель многопоточной программы и правила безопасного многопоточного программирования

должны удовлетворять правилу “первый захвачен — последний отпу-

щен”.

Рассмотрим область цепочки выполнения субъекта от захвата неко-

торого исключающего семафора до его освобождения. Если две обла-

сти владения исключающим семафором пересекаются, то одна из них

строго вложена в другую. Вложенность областей владения нужна для

упрощения анализа взаиморасположения данных областей, что чрез-

вычайно важно для анализа системы на наличие потенциальных ситу-

аций взаимной блокировки.

Правило 2.

После прохождения тела цикла все исключающие сема-

форы, которые были захвачены до его прохождения, должны остать-

ся захваченными, все исключающие семафоры, которые были свобод-

ны до его прохождения, должны остаться свободными.

Иными словами, прохождение тела цикла не меняет состояния

субъекта с точки зрения захваченных и освобожденных исключающих

семафоров.

Рассмотрим субъект S

1

, модель которого показана на рис. 1. Тело

цикла точки зацикливания T1 субъекта S

1

содержит только оператор

захвата первого исключающего семафора. При однократном выполне-

нии тела цикла субъект S

1

захватывает первый исключающий сема-

фор, освобождая его при дальнейшем выполнении. Рассмотрим теперь

случай, когда субъект S

1

выполняет тело цикла 2 раза, при первом вы-

полнении захватывается первый исключающий семафор, затем, при

попытке повторного выполнения тела цикла, субъект попадает в ситу-

ацию блокировки, пытаясь захватить не отпущенный нерекурсивный

исключающий семафор. Причиной возникновения подобной ситуации

является изменение состояния субъекта S

1

относительно захваченных

исключающих семафоров после однократного прохода тела цикла.

С другой стороны, в теле цикла точки зацикливания T2 происходит

сначала захват второго исключающего семафора, затем его освобожде-

ние. Таким образом, субъект возвращается в точку ветвления после

прохода тела цикла в точно таком же состоянии. Следовательно, субъ-

ект может выполнять тело цикла произвольное конечное число раз,

Рис. 1. Различные варианты взаимодействия с исключающими семафорами в

теле цикла

102

ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2012