Sinkronisasi Proses yang ada pada sistem operasi

2 Definisi Sinkronisasi
Sinkronisasi adalah proses pengaturan jalannya beberapa proses pada saat yang bersamaan.Tujuan utama sinkronisasi adalah menghindari terjadinya inkonsistensi data karena pengaksesan oleh beberapa proses yang berbeda (mutual exclusion) serta untuk mengatur urutan jalannya proses-proses sehingga dapat berjalan dengan lancar dan terhindar dari deadlock atau starvation.

3 Critical SectionCritical section adalah segmen kode yang mengakses data yang digunakan proses secara bersama-sama yang dapat membawa proses itu ke bahaya race conditionRace condition adalah suatu kondisi dimana dua atau lebih proses mengakses shared memory/sumber daya pada saat yang bersamaan dan hasil akhir dari data tersebut tergantung dari proses mana yang terakhir selesai dieksekusi sehingga hasil akhirnya terkadang tidak sesuai dengan yang dikehendaki.

4 Solusi Critical Section
3 syaratMutual ExclusionProgressBounded WaitingSolusiSolusi Perangkat LunakSolusi Perangkat Keras

5 Solusi Perangkat Lunak
4 Macam Algoritma :Algoritma I -DekkerAlgoritma IIAlgoritma III-PetersonAlgoritma Tukang Roti

6 Solusi Perangkat Lunak
Algoritma I -DekkerAlgoritma I mencoba mengatasi masalah critical section untuk dua proses. Algoritma ini menerapkan sistem bergilir kepada kedua proses yang ingin mengeksekusi critical section, sehingga kedua proses tersebut harus bergantian menggunakan critical section.Bentuk : int turn = 0 atau int turn = 1Stallings, william Sistem Operasi Edisi Keempat . Jakarta : Indeks, Gramedia

7 Solusi Perangkat Lunak

8 Solusi Perangkat Lunak
Algoritma IIAlgoritma II juga mencoba memecahkan masalah critical section untuk dua proses. Algoritma ini mengantisipasi masalah yang muncul pada algoritma I dengan mengubah penggunaan variabel turn dengan variabel flag. Variabel flag menyimpan kondisi proses mana yang boleh masuk critical section. Proses yang membutuhkan akses ke critical section akan memberikan nilai flag-nya true. Sedangkan proses yang tidak membutuhkan critical section akan men-set nilai flagnya bernilai false.

9 Solusi Perangkat Lunak

10 Solusi Perangkat Lunak
Algoritma III-PetersonAlgoritma III ditemukan oleh G.L. Petterson pada tahun Algoritma ini adalah solusi untuk memecahkan masalah critical section pada dua proses. Ide dari algoritma ini adalah menggabungkan variabel yang di-sharing pada Algoritma I dan Algoritma II, yaitu variabel turn dan variabel flag. Sama seperti pada Algoritma I dan II, variabel turn menunjukkan giliran proses mana yang diperbolehkan memasuki critical section, dan variabel flag menunjukkan apakah suatu proses membutuhkan akses ke critical section atau tidak.

11 Solusi Perangkat Lunak

12 Solusi Perangkat Lunak
Algoritma Tukang RotiAlgoritma untuk solusi proses ini dinamakan algoritma bakery (tukang roti) / Lamport's Baker Algorithm dan berdasarkan algoritma penjadwalan yang biasa digunakan oleh tukang roti, es krim, registrasi sepeda motor dan sebagainya. Para pelanggan yang ingin membeli roti sebelumnya harus mengambil nomor urut terlebih dahulu dan urutan orang yang boleh membeli ditentukan oleh nomor urut yang dimiliki masing-masing pelanggan tersebut.

13 Solusi Perangkat Lunak

14 Perangkat Sinkronisasi
Test and Set : instruksi atomikSemaphore : variabel yang hanya dapat diakses oleh dua buah operasi standarMonitor : menangani masalah yang muncul karena pemakaian semaforJava Monitor : implementasi dari monitorReaders / Writers

15 Perangkat Sinkronisasi
Test and SetSebagian besar sistem komputer saat ini menyediakan instruksi instruksi perangkat keras khusus yang mengizinkan kita untuk menguji dan memodifikasi nilai dari sebuah variabel. Instruksi ini disebut instruksi TestAndSet(). Instruksi ini bersifat atomik, yaitu instruksi yang tidak dapat diinterupsi. Kita dapat menggunakan instruksi khusus ini untuk memecahkan masalah critical section yang sederhana.

16 Perangkat Sinkronisasi
ContohTest and Set

17 Perangkat Sinkronisasi
SemaphoreSemaphore adalah pendekatan yang dikemukakan Djikstra. Prinsip semaphore adalah sebagai berikut : Dua proses atau lebih dapat bekerja sama dengan menggunakan penanda-penanda sederhana. Proses dipaksa berhenti sampai proses memperoleh penanda tertentu. Sembarang kebutuhan koordinasi kompleks dapat dipenuhi dengan strukstur penanda yang sesuai kebutuhannya. Variabel khusus untuk penandaan ini disebut semaphore.

18 Perangkat Sinkronisasi
Jenis SemaphoreBinary semaphore : Semaphore ini hanya memiliki nilai 1 atau 0. Sering juga disebut sebagai semafor primitifCounting semaphore : Semaphore ini memiliki nilai 0, 1, serta integer lainnya. Banyak sistem operasi yang tidak secara langsung mengimplementasikan semaphore ini, tetapi dengan memanfaatkan binary semaphore.

19 Perangkat Sinkronisasi
ContohSemaphore

20 Perangkat Sinkronisasi
MonitorMonitor adalah suatu tipe data abstrak yang dapat mengatur aktivitas serta penggunaan resource oleh beberapa thread. Ide monitor pertama kali diperkenalkan oleh C.A.R Hoare dan Per Brinch-Hansen pada awal 1970-an.Monitor merupakan kumpulan dari prosedur, variabel, dan struktur data dalam satu modul. Monitor hanya dapat diakses dengan menjalankan fungsinya. Dilakukan untuk melindungi variabel dari akses yang tidak sah dan juga mengurangi terjadinya error.

21 Perangkat Sinkronisasi
Monitor JavaMengimplementasikan monitor. Monitor JVM bekerja dengan object locking dan method-method wait() serta notify(). Monitor JVM dapat digunakan dengan menggunakan keyword synchronized.

22 Perangkat Sinkronisasi
Monitor JavaMethod-method tersebut adalah:void wait(). thread yang memanggil method ini akan masuk ke waiting queue.void wait(long timeout) dan void wait(long timeout, int nanos).void notify(). Membangunkan satu thread yang ada di waiting queue yang dipilih secara random.void notifyAll().

23 Perangkat Sinkronisasi
Readers / WritersSalah satu dari sekian banyak permasalahan sinkronisasi yang sering terjadi di dunia nyata, yaitu ketika ada dua jenis proses readers dan writers saling berbagi (shared) data dan mengakses database secara paralel. Proses yang pertama (reader) bertugas untuk membaca data, sedangkan proses kedua bertugas untuk menulis data baru/mengupdate nilai dalam data (writer).

24 Kondisi Readers / Writers
Perangkat SinkronisasiKondisi Readers / WritersKondisi berikut harus dipenuhi oleh readers dan writers:a. Maksimal hanya ada satu writer yang mengubah data. Jika suatu writer sedang mengubah data, maka tidak ada satupun reader yang diperbolehkan untuk membaca data.b. Dalam suatu waktu diperbolehkan lebih dari satu reader membaca data. Ketika data sedang dibaca, tidak ada writer yang boleh mengubah data.

25 Terima Kasih