Diversi aspetti contribuiscono alla definizione di correttezza in un programma simultaneo:
* Sicurezza: Il programma non entra mai in uno stato non valido. Ciò include evitare problemi come:
* Gare di dati: Più thread accedere e modificare la stessa posizione di memoria condivisa senza una corretta sincronizzazione, portando a risultati imprevedibili.
* Deadlocks: Due o più thread sono bloccati indefinitamente, in attesa che si rilasciano risorse.
* LiveLocks: I fili cambiano continuamente lo stato in risposta reciproco, ma nessuno fa progressi.
* fame: Uno o più thread sono perennemente negati l'accesso a una risorsa condivisa.
* Condizioni di gara: Il risultato dipende dall'ordine imprevedibile in cui eseguono i thread.
* Livice: Il programma alla fine fa progressi e termina se dovrebbe. Ciò include garantire questo:
* I thread alla fine acquisiscono risorse necessarie.
* Il programma alla fine raggiunge uno stato di risoluzione.
* Funzionalità: Il programma produce l'output corretto e raggiunge il suo scopo previsto. Questo è simile ai programmi sequenziali, ma complicato dalla natura simultanea dell'esecuzione. Il risultato finale deve essere coerente in tutti i possibili scenari di esecuzione.
Pertanto, dimostrare la correttezza di un programma simultaneo implica in genere dimostrare che:
1. Tutti i possibili interleaving delle esecuzioni di thread portano a uno stato finale valido. Questo è incredibilmente impegnativo e spesso poco pratico da fare in modo esaustivo.
2. Il programma è privo di violazioni della sicurezza (deadlock, gare di dati, ecc.). Questo viene spesso affrontato attraverso un'attenta progettazione e l'uso di meccanismi di sincronizzazione (mutex, semafori, monitor, ecc.).
3. Il programma soddisfa le sue proprietà di vita. Ciò significa dimostrare che il programma alla fine completerà i suoi compiti e non rimarrà bloccato in un ciclo infinito o in un punto morto.
In sintesi, la correttezza nella programmazione simultanea significa garantire un comportamento prevedibile e affidabile in tutti i possibili programmi di esecuzione. Ciò richiede una meticolosa attenzione alla sincronizzazione, alla gestione delle risorse e alle rigorose tecniche di test e verifica. I metodi formali possono essere impiegati per una rigorosa verifica, ma questi sono spesso computazionalmente costosi e applicabili solo a programmi più piccoli. Pertanto, è generalmente necessaria una combinazione di un'attenta progettazione, test e verifica potenzialmente formale per garantire la correttezza di un programma simultaneo.
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