Parallele und Funktionale Programmierung

Karteikarten und Zusammenfassungen für Parallele und Funktionale Programmierung an der Universität Erlangen-Nürnberg

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Beispielhafte Karteikarten für Parallele und Funktionale Programmierung an der Universität Erlangen-Nürnberg auf StudySmarter:

Was ist ein Monitor?

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Was sind Nachteile von Java's synchronized?

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Was ist eine Klassenmarke?

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Wie ist die Reihenfolge bei Vergeben der synchronized Marken geregelt?

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Was passiert wenn ein synchronized Block bereits eine Marke hat und diese noch einmal anfordert?

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Wann ist eine Klasse thread-sicher?

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Wodurch können Fehler bei Verwendung mehrerer Aktivitätsfäden entstehen?

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Was ist die Transitionsinvariante?

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Wann ist eine Transition lebendig?

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Wann ist ein kritischer Abschnitt fair realisiert?

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Was ist ein Synchronisationspunkt?

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Wie kann man Sichtbarkeiten zwischen threads garantieren?

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Parallele und Funktionale Programmierung

Was ist ein Monitor?

Eine Klasse ohne öffentlich sichtbaren Zustand.

keine public fields

alle methoden an private myLock synchronisiert, sodass immer nur 1 Thread im Objekt aktiv sein kann.

Oft ineffizient.

Parallele und Funktionale Programmierung

Was sind Nachteile von Java's synchronized?

– Beschränkung der Granularität auf den Methodenrumpf.

– Inflexibilität:

    – Es kann immer nur ein Aktivitätsfaden aktiv sein.

    – wechselseitiger Ausschluss

– Verwaltung von Aktivitätsfaden, die gerade warten ist aufwändig.

– Overkill für reines Lesen-Ändern-Schreiben.

Parallele und Funktionale Programmierung

Was ist eine Klassenmarke?

Für statische synchronized-Methoden gibt es eine weitere

Klassenmarke (des Objekts Klassenname.class). Diese

ist von der Marke des this-Objekts verschieden. Es kann

also gleichzeitig eine statische sowie eine nicht-statische

synchronized-Methode ausgeführt werden.

Parallele und Funktionale Programmierung

Wie ist die Reihenfolge bei Vergeben der synchronized Marken geregelt?

Es darf kein FIFO Verhalten angenommen werden.

Die Reihenfolge ist nicht definiert und jeder Thread könnte der nächste sein.

Parallele und Funktionale Programmierung

Was passiert wenn ein synchronized Block bereits eine Marke hat und diese noch einmal anfordert?

Die Aktivität blockiert nicht. Der Faden kann andere synchronized Blöcke mit der selben Marke betreten und gibt diese erst beim Verlassen des letzten Blocks zurück (reentrante Synchronisation)

Parallele und Funktionale Programmierung

Wann ist eine Klasse thread-sicher?

– Wenn sie lokal korrekt ist und

– wenn bei beliebig verschränkten, nebenläufigen Ausführungen

ihrer Methoden das Verhalten spezifikationsgemäß bezüglich der Pre- und Post-Bedingungen und der Klasseninvariante bleibt.

Eine Threadsichere Klasse sorgt selbst für geeignete Datensychronisation.

Parallele und Funktionale Programmierung

Wodurch können Fehler bei Verwendung mehrerer Aktivitätsfäden entstehen?

– prinzipiell gemeinsamer und gleichzeitiger

– Zugriff auf den Zustand des Programmes

– und dessen Veränderung 

Parallele und Funktionale Programmierung

Was ist die Transitionsinvariante?

□ Informell:
§ Wenn alle Transitionen so oft schalten, wie in x angegeben, dann
werden in allen Stellen genau so viele Marken erzeugt wie
konsumiert. Unter dem Strich ändert sich die Belegung also nicht.
àZusammenhang zur Lebendigkeit.
□ Ein Petri-Netz, bei dem jede Transition tj in einer T-Invariante
vorkommt (xj≠0), heißt überdeckt von T-Invarianten.
□ (Hier ohne Beweis:) Wenn ein beschränktes Petri-Netz
lebendig ist, dann ist es von T-Invarianten überdeckt.

Parallele und Funktionale Programmierung

Wann ist eine Transition lebendig?

Eine Transition heißt lebendig, wenn von jedem Knoten
des Erreichbarkeitsgraphen ein Zustand erreichbar ist, von
dem aus die Transition feuern kann.
□ Schwächer als Fairness.
□ Informell: „wenn sie immer wieder mal feuern kann“.
§ Ein lebendiges Netz besteht nur aus lebendigen
Transitionen.

Parallele und Funktionale Programmierung

Wann ist ein kritischer Abschnitt fair realisiert?

Jede Aktivität hat die selbe Chance die Marke zu erhalten.

Parallele und Funktionale Programmierung

Was ist ein Synchronisationspunkt?

Synchronisationspunkt: Aktivitätsfäden müssen zum selben
Zeitpunkt an bestimmten Stellen sein (z.B. join, Ende
cobegin).

Parallele und Funktionale Programmierung

Wie kann man Sichtbarkeiten zwischen threads garantieren?

In Java mittels volatile

volatile int x; // -> Sorgt dafür dass eine Änderung von x direkt allen Threads mitgeteilt wird.

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