Sinkronisasi Proses

Proses-proses  yang  konkuren  adalah  proses-proses  (lebih  dari  satu)  berada pada saat yang sama.  Proses-proses ini dapat sepenuhnya tak bergantung dengan yang lainnya,   tapi   dapat   juga   saling   berinteraksi.       Proses-proses   yang   berinteraksi memerlukan sinkronisasi agar terkendali dengan baik.

Proses-proses   yang   melakukan   akses   secara   konkuren   pada   data   yang digunakan bersama-sama menyebabkan data tidak konsisten (inconsistence).  Agar data konsisten dibutuhkan mekanisme untuk menjamin eksekusi yang berurutan pada proses-proses yang bekerja sama. Pada model shared memory untuk penyelesaian

permasalahan bounded-buffer  paling banyak menyimpan n – 1 item pada buffer pada saat yang bersamaan.   Untuk mendapatkan  solusi dimana semua N buffer digunakan bukan  masalah  yang  sederhana.     Misalnya  dilakukan  modifikasi  kode  producer- consumer  dengan menambahkan  variabel counter yang diinisialisasi  0 dan dinaikkan setiap satu item baru ditambahkan ke buffer.   Definisi data  yang digunakan bersama- sama (shared data) adalah sebagai berikut :

#define BUFFER_SIZE 10 typedef struct {

. . .

} item;

item buffer[BUFFER_SIZE];

int in = 0;

int out = 0;

int counter = 0;

Proses pada producer akan menambahkan satu nilai variabel counter sebagai berikut :

item nextProduced;

while (1) {

while (counter == BUFFER_SIZE)

; /* do nothing */

buffer[in] = nextProduced;

in = (in + 1) % BUFFER_SIZE;

counter++;

}

Sebaliknya juga proses pada consumer akan menurunkan satu nilai variabel counter sebagai berikut :

 

item nextConsumed;

while (1) {

while (counter == 0)

; /* do nothing */

nextConsumed = buffer[out];

out = (out + 1) % BUFFER_SIZE;

counter--;

}

Pernyataan  counter++ dan  counter-- harus  dilakukan  secara  atomik. Operasi atomik adalah operasi yang harus menyelesaikan seluruh pernyataannya tanpa interupsi.  Pernyataan counter++ akan diimplementasikan dalam bahasa mesin sebagai berikut :

register1 = counter register1 = register1 + 1 counter = register1

Sedangkan  pernyataan  counter--  akan  diimplementasikan   dalam  bahasa  mesin sebagai berikut :

register1 = counter register1 = register1 + 1 counter = register1

Apabila   baik   producer   dan   consumer   mencoba   mengubah   buffer   secara konkuren,  pernyataan  dalam  bahasa  mesin  diatas  akan  dilakukan  secara  terpisah. Misalnya counter diinisialisasi 5.  Pernyataan yang dijalankan adalah :

producer: register1 = counter (register1 = 5)

producer: register1 = register1 + 1 (register1 = 6) consumer: register2 = counter (register2 = 5) consumer: register2 = register2 – 1 (register2 = 4) producer: counter = register1 (counter = 6)

consumer: counter = register2 (counter = 4)

Nilai  counter kemungkinan  bernilai  4  atau  6,  sedangkan  hasil  yang  benar seharusnya 5, hal ini yang dimaksud dengan data yang tidak konsisten.  Situasi dimana beberapa  proses  mengakses  dan  memanipulasi  data  yang  digunakan  bersama-sama secara konkuren disebut dengan race condition.   Nilai akhir dari data yang digunakan bersama-sama tersebut tergantung dari proses yang terakhir selesai.   Untuk mencegah race condition tersebut, proses yang konkuren harus dilakukan sinkronisasi.