SI Wiki - Кориснички доприноси [sr]

КДП/Лаб 1 2024

2026-06-01T19:52:41Z

Mf230002d: /* Решење за Child Care */

{{tocright}}

'''Прва лабораторијска вежба 2024. године''' одржана је 29. i 30. априла и носила је 10 бодова (3 бода Moodle 7 бодова задатак). Укупно је било 4 групе.

== Улазни тест Група 1 и 2 ==

=== 1. задатак ===
Уколико нит А позове a(), а нит Б позове b(), шта ће се десити са нити Б?

<syntaxhighlight lang="java">
public class A {
public synchronized void a() {
//neki kod ...
}

public synchronized void b() {
//neki kod..
}

A obj = new A();
}
</syntaxhighlight>

Одговор: <span class="spoiler" data-solution="text">Зауставиће се док се не изврши a()</span>

=== 2. задатак ===

Који од следећег су валидни начини да се иницијализује нит?

<div class="abc-list" data-solution="multiple">
# <syntaxhighlight lang="java">Runnable r = new Runnable() {
public void run(){ /*neki kod*/ }
};</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">Runnable r = new Runnable() {
public void run(){ /*neki kod*/}
};
Thread t = new Thread(r);</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">Thread t = new Thread();</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">public class Nit extends Thread {
public void run(){ /*neki kod*/ }
}
Nit t = new Nit();</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">Thread t = new Thread() {
public void run(){ /*neki kod*/ }
};</syntaxhighlight>
</div>

=== 3. задатак ===

Прва нит извршава <code>readMethod()</code> и закључала је <code>readLock</code>. Друга нит је позвала <code>writeMethod()</code>.

<syntaxhighlight lang="java">
public class LockExample {
private static final ReentrantReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock();

public void readMethod() {
rwLock.readLock().lock();
try {
// Neki kod...
} finally {
rwLock.readLock().unlock();
}
}

public void writeMethod() {
if (!rwLock.isWriteLocked()) {
rwLock.writeLock().lock();
try {
// Neki kod..
} finally {
rwLock.writeLock().unlock();
}
}
}
}

</syntaxhighlight>

Чему служи параметар у конструктору <code>ReentrantReadWriteLock</code>?
Одговор: <span class="spoiler" data-solution="text">FIFO Fairness</span>

Шта се дешава са другом нити?
Одговор: <span class="spoiler" data-solution="text">Блокира се на <code>writeLock</code></span>

== Улазни тест Групe 3 ==

=== 1. задатак ===
Када нит T увек трајно престаје да се извршава?

<div class="abc-list" data-solution="single">
# Када нит позове wait над неким објектом.
# <span class="solution">Када се заврши њена run метода.</span>
# Када позове своју interrupt методу.
# Ниједан од понуђених одговора.
</div>

=== 2. задатак ===

Који од наведених исказа су тачни?

<div class="abc-list" data-solution="multiple">
# <span class="solution"><code>ArrayBlockingQueue</code> je pogodan za rešavanje ProducerConsumer problema.</span>
# Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>add(E e) i remove()</code> objekta tipa <code>BlockingQueue</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.
# <span class="solution"> Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>putFirst(E e) i takeLast()</code> objekta tipa <code>BlockingDeque</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.</span>
# Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>transfer(E e) i take()</code> objekta tipa <code>TransferQueue</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.
# Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>putFirst(E e) i takeFirst()</code> objekta tipa <code>BlockingDeque</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.
</div>

=== 3. задатак ===

Уколико нит threadA тренутно извршава методу обј.а(), а потом нит threadB позива методу обј.б(), који од понуђених одговора су тачни, уколико је дат следећи део кода?

<syntaxhighlight lang="java">
public class A {
private ReentrantReadWriteLock rw = new ReentrantReadWriteLock(true);

public void a() {
try {
rw.readLock().lock();
// kritična sekcija A... // <- threadA
} finally {
rw.readLock().unlock();
}
}

public void b() {
try {
if (rw.getReadLockCount()==0) {
rw.writeLock().lock();
}
// kritična sekcija B...
} finally {
rw.writeLock().unlock();
}
}
}

A obj = new A();
</syntaxhighlight>

<div class="abc-list" data-solution="multiple">
# <span class="solution"> Десиће се грешка приликом извршавања.</span>
# Аргумент конструктора ReentrantReadWriteLock означава да могу две нити истовремено да позивају закључавање.
# <span class="solution">Нити А и Б могу истовремено да извршавају критичне секције у методама a() и b() (респективно).</span>
# Нит Б ће бити блокирана док нит А не заврши позив методе a().
# <span class="solution">Аргумент конструктора ReentrantReadWriteLock означава да ли ће се буђење нити обављати по FIFO принципу.</span>
# <span class="solution">Нит Б неће извршити закључавање, јер услов if-a није испуњен.</span>
</div>

== Улазни тест Групe 4 ==

=== 1. задатак ===

Који од следећег су валидни начини да се иницијализује нит?

<div class="abc-list" data-solution="multiple">
# <syntaxhighlight lang="java">Runnable r = new Runnable() {
public void run(){ /*neki kod*/ }
};</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">Runnable r = new Runnable() {
public void run(){ /*neki kod*/}
};
Thread t = new Thread(r);</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">Thread t = new Thread();</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">public class Nit extends Thread {
public void run(){ /*neki kod*/ }
}
Nit t = new Nit();</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">Thread t = new Thread() {
public void run(){ /*neki kod*/ }
};</syntaxhighlight>
</div>

=== 2. задатак ===

Који од наведених исказа су тачни?

<div class="abc-list" data-solution="multiple">
# <span class="solution"><code>ArrayBlockingQueue</code> je pogodan za rešavanje ProducerConsumer problema.</span>
# Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>add(E e) i remove()</code> objekta tipa <code>BlockingQueue</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.
# <span class="solution"> Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>putFirst(E e) i takeLast()</code> objekta tipa <code>BlockingDeque</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.</span>
# Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>transfer(E e) i take()</code> objekta tipa <code>TransferQueue</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.
# Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>putFirst(E e) i takeFirst()</code> objekta tipa <code>BlockingDeque</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.
</div>

=== 3. задатак ===

Како правилно осигурати међусобно искључивање критичне секције?

{{delimično rešeno}}

== Поставка Свих Група==

У зависности од групе било је потребно решити један од следећих проблема:

1. Решити <code>Atomic Broadcast</code> проблем користећи <code>AtomicInteger</code> и опционо <code>Semaphore</code> . Бафер садржи B елемената. Потребно је да програм буде максимално конкурентан и отпоран на прекиде.

2. Решити <code>H2O</code> проблем користећи <code>CyclicBarrier</code>. Потребно је да програм буде максимално конкурентан и отпоран на прекиде.

3. Решити <code>Dining Philosophers</code> проблем користећи <code>AtomicInteger</code> и регионе. филозофи који су раније изразили жељу за храном треба раније да буду опслужени . Потребно је да програм буде максимално конкурентан и отпоран на прекиде.

4. Решити <code>Child Care</code> проблем користећи <code>ConcurrentLinkedQueue</code> и друге произвољне синхронизационе директиве. Родитељ доводи једно или више деце у обданиште и чека све док се не појави место, како би оставио сву децу одједном и отишао. Родитељ може и да одведе једно или више деце, такође одједном. Мора се поштовати редослед доласка родитеља који остављају децу и васпитачица које одлазе са посла. Потребно је да програм буде максимално конкурентан и отпоран на прекиде.

== Решење за Atomic Broadcast ==

==== <code>Test.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">

package rs.ac.bg.etf.kdp.lab12024G1;

import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Test {

private static final int consumersCount=3;
private static final int b=5;

public static void main(String[] args) {

AtomicInteger[][] reads = new AtomicInteger[b][consumersCount];

Semaphore mutex = new Semaphore(1);

AtomicInteger[] buffer = new AtomicInteger[b];

for (int i = 0; i < buffer.length; i++)
buffer[i] = new AtomicInteger(0);

Consumer[] consumers = new Consumer[consumersCount];

Producer p = new Producer(consumersCount, buffer, reads,b,mutex);
p.start();

for (int i = 0; i < b; i++)
for(int j=0;j<consumersCount;j++)
reads[i][j] = new AtomicInteger(1);

for (int i = 0; i < consumersCount; i++) {
consumers[i] = new Consumer(buffer, reads,b,mutex,i);
consumers[i].start();
}
}

}

</syntaxhighlight>

==== <code>Producer.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">

package rs.ac.bg.etf.kdp.lab12024G1;

import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Producer extends Thread {

private final int consumers;
private AtomicInteger[] buffer;
private AtomicInteger[][] reads;
private Semaphore mutex;
private int b;

public Producer(int consumers, AtomicInteger[] buffer, AtomicInteger[][] reads, int bb, Semaphore mutex) {
this.consumers = consumers;
this.buffer = buffer;
this.reads = reads;
b=bb;
this.mutex = mutex;
}

@Override
public void run() {
for (int i = 0; i <b; i++) {
for (int j = 0; j < consumers; j++)
while(reads[i][j].get() == 0)
Thread.onSpinWait();

int rand = (int)(Math.random() * 10);
System.out.println("Producer produced element: " + rand );
mutex.acquireUninterruptibly();
buffer[i].set(rand);
mutex.release();

mutex.acquireUninterruptibly();
for (int j2 = 0; j2 < consumers; j2++)
reads[i][j2].set(0);

mutex.release();
}
}

}
</syntaxhighlight>

==== <code>Consumer.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">

package rs.ac.bg.etf.kdp.lab12024G1;

import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Consumer extends Thread {

private int id;
private AtomicInteger[][] reads;
private AtomicInteger[] buffer;
private Semaphore mutex;
private int b;

public Consumer(AtomicInteger[] buff, AtomicInteger[][] r, int bb,Semaphore mutex, int i) {
buffer = buff;
reads=r;
id=i;
this.mutex = mutex;
b=bb;
}

@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < b; i++) {
while(reads[i][id].get() == 1)
Thread.onSpinWait();
mutex.acquireUninterruptibly();
int elem = buffer[i].get();
System.out.println("Consumer "+id+" consumed element "+elem +"from place "+i);
reads[i][id].set(1);
mutex.release();

try {
sleep((int)(Math.random()*2000));
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}

}
}

}
</syntaxhighlight>

== Решење за H2O ==

==== <code>Test.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package H20;

import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Test {
public static void main(String[] args) {
int cnt = 10;

Barrier barrier = new Barrier(new CyclicBarrier(3));

Hydrogen[] h = new Hydrogen[cnt*2];
Oxygen[] o = new Oxygen[cnt];

for(int i = 0; i < cnt; i++) {
o[i] = new Oxygen(barrier);
h[2*i] = new Hydrogen(barrier);
h[2*i + 1] = new Hydrogen(barrier);

o[i].start();
h[2*i].start();
h[2*i+1].start();
}

}
}
</syntaxhighlight>
==== <code>Oxygen.java</code> ====
<syntaxhighlight lang="java">
package H20;

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.Semaphore;

public class Oxygen extends Thread {

Barrier barrier;

Oxygen(Barrier b){
barrier = b;
}

@Override
public void run() {
while(true) {
try {
Thread.sleep((int)(Math.random() * 4000));
} catch (InterruptedException e) {}

barrier.oxygen.acquireUninterruptibly();

barrier.oCount++;

try {
System.out.println("Kiseonik pristigao na barijeru");

if(barrier.barrier.await() == 0) {
System.out.println("\nFORMIRANJE VODE!\n");

barrier.hCount = 0;
barrier.oCount = 1;

barrier.hydrogen.release(2);
barrier.oxygen.release(1);
}

} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}

}
}

}

</syntaxhighlight>

==== <code>Hydrogen.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package H20;

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.Semaphore;

public class Hydrogen extends Thread {

Barrier barrier;

Hydrogen(Barrier b){
barrier = b;
}

@Override
public void run() {
while(true) {
try {
Thread.sleep((int)(Math.random() * 4000));
} catch (InterruptedException e) {}

barrier.hydrogen.acquireUninterruptibly();

barrier.hCount++;

try {
System.out.println("Vodonik pristigao na barijeru");

if(barrier.barrier.await() == 0) {
System.out.println("\nFORMIRANJE VODE!\n");
barrier.hCount = 0;
barrier.oCount = 1;

barrier.hydrogen.release(2);
barrier.oxygen.release(1);
}

} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}

}
}
}

</syntaxhighlight>

==== <code>Barrier.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package H20;

import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.Semaphore;

public class Barrier {
CyclicBarrier barrier;
Semaphore hydrogen, oxygen;
int hCount, oCount;

Barrier(CyclicBarrier cb){
barrier = cb;
hCount = 0;
oCount = 0;
hydrogen = new Semaphore(2);
oxygen = new Semaphore(1);
}

}
</syntaxhighlight>

== Решење за Dining Philosophers ==

==== <code>Test.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package rs.ac.bg.etf.kdp.lab12024G3;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Test {

public static final int N = 5;

public static void main(String[] args) {

Philosopher[] philosophers = new Philosopher[N];
AtomicInteger[] forks = new AtomicInteger[N];

for (int i = 0; i < forks.length; i++)
forks[i] = new AtomicInteger(1);

Table table = new Table();

for (int i = 0; i < N; i++) {
philosophers[i] = new Philosopher(forks, i, N, table);
philosophers[i].start();
}

}

}

</syntaxhighlight>
==== <code>Table.java</code> ====
<syntaxhighlight lang="java">
package rs.ac.bg.etf.kdp.lab12024G3;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Table {

AtomicInteger ticket;
int next;

public Table() {
ticket = new AtomicInteger(0);
next = 0;
}

}

</syntaxhighlight>

==== <code>Philosopher.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package rs.ac.bg.etf.kdp.lab12024G3;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Philosopher extends Thread {

AtomicInteger[] forks;
int id,left,right,N,myTicket;
Table t;

public Philosopher(AtomicInteger[] forks, int id, int n,Table table) {
this.forks = forks;
this.id = id;
N = n;
left = id;
right = (id+1)%n;
t = table;
}

@Override
public void run() {
while(true) {
int choice = (int)(Math.random() * 2);

switch (choice) {
case 0: {
eat();
break;
}
case 1:{
think();
break;
}
default:
throw new IllegalArgumentException("Unexpected value: " + choice);
}
}
}

public void think() {
System.out.println("Philosopher "+id+" thinking");
try {
sleep((int)(Math.random() * 3000));
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}

public void eat() {
myTicket = t.ticket.getAndIncrement();
synchronized (forks) {

System.out.println("Philosopher "+id+" wants to eat");

while(forks[left].intValue() == 0 || forks[right].intValue() == 0 || myTicket != t.next)
try {
forks.wait();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
System.out.println("Philosopher "+id+" started eating");
t.next++;
forks[left].set(0);
forks[right].set(0);

}

try {
sleep((int)(Math.random() * 2000));
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}

synchronized (forks) {

System.out.println("Philosopher "+id+" finished eating");
forks[left].set(1);
forks[right].set(1);
forks.notifyAll();
}
}
}

</syntaxhighlight>

== Решење за Child Care ==

==== <code>Test.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package ChildCare;

public class Test {
public static void main(String[] args) {
Kindergarten k = new Kindergarten(12);
k.startProgram(4, 3);
}
}

</syntaxhighlight>
==== <code>Kindergarten.java</code> ====
<syntaxhighlight lang="java">
package ChildCare;

import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;

public class Kindergarten {
int childrenInside = 0;
int teachersInside = 0;
int capacity;
public ConcurrentLinkedQueue<Integer> parentQueue;
public ConcurrentLinkedQueue<Integer> teacherQueue;
public Kindergarten(int capacity) {
parentQueue = new ConcurrentLinkedQueue<Integer>();
teacherQueue = new ConcurrentLinkedQueue<Integer>();
this.capacity = capacity;
}
public static boolean ruleFollowed(int teachers, int children, int capacity ) {
if(teachers == 0 || children > capacity) return false;
return teachers >= Math.ceil(children / 3.0);
}
public void startProgram(int teachersUsed, int parentsUsed) {
Teacher[] teachers = new Teacher[teachersUsed];
Parent[] parents = new Parent[parentsUsed];
for(int i = 0; i < teachersUsed; i++) {
teachers[i] = new Teacher(i, this);
teachers[i].start();
}
for(int i = 0; i < parentsUsed; i++) {
parents[i] = new Parent(i, this);
parents[i].start();
}

}
}

</syntaxhighlight>

==== <code>Teacher.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package ChildCare;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;

public class Teacher extends Thread {
Kindergarten k;
int id;

public Teacher(int id, Kindergarten k) {
this.k = k;
this.id = id;
}
public void run() {
while(true) {
try {
Thread.sleep(new Random().nextInt(5000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized(k) {
k.teachersInside++;
System.out.println("Teacher " + id + " came to work.");
k.notifyAll();
}
try {
Thread.sleep(new Random().nextInt(5000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}

synchronized(k) {
k.teacherQueue.add(id);
System.out.println("Teacher " + id + " wishes to leave work.");
while(!(k.teacherQueue.element() == id && Kindergarten.ruleFollowed(k.teachersInside - 1, k.childrenInside, k.capacity))) {
try {
k.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("Teacher " + id + " has left work.");
k.teachersInside--;
k.teacherQueue.remove();
k.notifyAll();
}
}
}
}

</syntaxhighlight>

==== <code>Parent.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package ChildCare;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;

public class Parent extends Thread {

boolean interacted = false;
Kindergarten k;
int id;
public Parent(int id, Kindergarten k) {
this.k = k;
this.id = id;
}
public void run() {

while(true) {
try {
Thread.sleep(new Random().nextInt(5000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
int childrenBrought = 1 + new Random().nextInt(4);
System.out.println("Parent " + id + " brought " + childrenBrought + " children.");
interacted = false;

synchronized(k) {
k.parentQueue.add(id);
while(!(k.parentQueue.peek() == id && Kindergarten.ruleFollowed(k.teachersInside, k.childrenInside + childrenBrought, k.capacity))) {
try {
k.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
k.parentQueue.remove();
k.childrenInside += childrenBrought;
System.out.println("Parent " + id + " left his " + childrenBrought + " children.");
k.notifyAll();
}
while(childrenBrought > 0) {
try {
Thread.sleep(new Random().nextInt(5000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
int childrenToPickUp = 1 + (1 + new Random().nextInt(4)) % childrenBrought;
synchronized(k) {
k.childrenInside -= childrenToPickUp;
System.out.println("Parent " + id + " took home his " + childrenToPickUp + "/" + childrenBrought + " children.");
k.notifyAll();
}
childrenBrought -= childrenToPickUp;
}

}
}
}

</syntaxhighlight>

[[Категорија:КДП]]
[[Категорија:Лабораторијске вежбе]]

КДП/Лаб 1 2024

2026-06-01T19:38:20Z

Mf230002d: /* Teacher.java */

{{tocright}}

'''Прва лабораторијска вежба 2024. године''' одржана је 29. i 30. априла и носила је 10 бодова (3 бода Moodle 7 бодова задатак). Укупно је било 4 групе.

== Улазни тест Група 1 и 2 ==

=== 1. задатак ===
Уколико нит А позове a(), а нит Б позове b(), шта ће се десити са нити Б?

<syntaxhighlight lang="java">
public class A {
public synchronized void a() {
//neki kod ...
}

public synchronized void b() {
//neki kod..
}

A obj = new A();
}
</syntaxhighlight>

Одговор: <span class="spoiler" data-solution="text">Зауставиће се док се не изврши a()</span>

=== 2. задатак ===

Који од следећег су валидни начини да се иницијализује нит?

<div class="abc-list" data-solution="multiple">
# <syntaxhighlight lang="java">Runnable r = new Runnable() {
public void run(){ /*neki kod*/ }
};</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">Runnable r = new Runnable() {
public void run(){ /*neki kod*/}
};
Thread t = new Thread(r);</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">Thread t = new Thread();</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">public class Nit extends Thread {
public void run(){ /*neki kod*/ }
}
Nit t = new Nit();</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">Thread t = new Thread() {
public void run(){ /*neki kod*/ }
};</syntaxhighlight>
</div>

=== 3. задатак ===

Прва нит извршава <code>readMethod()</code> и закључала је <code>readLock</code>. Друга нит је позвала <code>writeMethod()</code>.

<syntaxhighlight lang="java">
public class LockExample {
private static final ReentrantReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock();

public void readMethod() {
rwLock.readLock().lock();
try {
// Neki kod...
} finally {
rwLock.readLock().unlock();
}
}

public void writeMethod() {
if (!rwLock.isWriteLocked()) {
rwLock.writeLock().lock();
try {
// Neki kod..
} finally {
rwLock.writeLock().unlock();
}
}
}
}

</syntaxhighlight>

Чему служи параметар у конструктору <code>ReentrantReadWriteLock</code>?
Одговор: <span class="spoiler" data-solution="text">FIFO Fairness</span>

Шта се дешава са другом нити?
Одговор: <span class="spoiler" data-solution="text">Блокира се на <code>writeLock</code></span>

== Улазни тест Групe 3 ==

=== 1. задатак ===
Када нит T увек трајно престаје да се извршава?

<div class="abc-list" data-solution="single">
# Када нит позове wait над неким објектом.
# <span class="solution">Када се заврши њена run метода.</span>
# Када позове своју interrupt методу.
# Ниједан од понуђених одговора.
</div>

=== 2. задатак ===

Који од наведених исказа су тачни?

<div class="abc-list" data-solution="multiple">
# <span class="solution"><code>ArrayBlockingQueue</code> je pogodan za rešavanje ProducerConsumer problema.</span>
# Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>add(E e) i remove()</code> objekta tipa <code>BlockingQueue</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.
# <span class="solution"> Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>putFirst(E e) i takeLast()</code> objekta tipa <code>BlockingDeque</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.</span>
# Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>transfer(E e) i take()</code> objekta tipa <code>TransferQueue</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.
# Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>putFirst(E e) i takeFirst()</code> objekta tipa <code>BlockingDeque</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.
</div>

=== 3. задатак ===

Уколико нит threadA тренутно извршава методу обј.а(), а потом нит threadB позива методу обј.б(), који од понуђених одговора су тачни, уколико је дат следећи део кода?

<syntaxhighlight lang="java">
public class A {
private ReentrantReadWriteLock rw = new ReentrantReadWriteLock(true);

public void a() {
try {
rw.readLock().lock();
// kritična sekcija A... // <- threadA
} finally {
rw.readLock().unlock();
}
}

public void b() {
try {
if (rw.getReadLockCount()==0) {
rw.writeLock().lock();
}
// kritična sekcija B...
} finally {
rw.writeLock().unlock();
}
}
}

A obj = new A();
</syntaxhighlight>

<div class="abc-list" data-solution="multiple">
# <span class="solution"> Десиће се грешка приликом извршавања.</span>
# Аргумент конструктора ReentrantReadWriteLock означава да могу две нити истовремено да позивају закључавање.
# <span class="solution">Нити А и Б могу истовремено да извршавају критичне секције у методама a() и b() (респективно).</span>
# Нит Б ће бити блокирана док нит А не заврши позив методе a().
# <span class="solution">Аргумент конструктора ReentrantReadWriteLock означава да ли ће се буђење нити обављати по FIFO принципу.</span>
# <span class="solution">Нит Б неће извршити закључавање, јер услов if-a није испуњен.</span>
</div>

== Улазни тест Групe 4 ==

=== 1. задатак ===

Који од следећег су валидни начини да се иницијализује нит?

<div class="abc-list" data-solution="multiple">
# <syntaxhighlight lang="java">Runnable r = new Runnable() {
public void run(){ /*neki kod*/ }
};</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">Runnable r = new Runnable() {
public void run(){ /*neki kod*/}
};
Thread t = new Thread(r);</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">Thread t = new Thread();</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">public class Nit extends Thread {
public void run(){ /*neki kod*/ }
}
Nit t = new Nit();</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">Thread t = new Thread() {
public void run(){ /*neki kod*/ }
};</syntaxhighlight>
</div>

=== 2. задатак ===

Који од наведених исказа су тачни?

<div class="abc-list" data-solution="multiple">
# <span class="solution"><code>ArrayBlockingQueue</code> je pogodan za rešavanje ProducerConsumer problema.</span>
# Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>add(E e) i remove()</code> objekta tipa <code>BlockingQueue</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.
# <span class="solution"> Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>putFirst(E e) i takeLast()</code> objekta tipa <code>BlockingDeque</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.</span>
# Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>transfer(E e) i take()</code> objekta tipa <code>TransferQueue</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.
# Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>putFirst(E e) i takeFirst()</code> objekta tipa <code>BlockingDeque</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.
</div>

=== 3. задатак ===

Како правилно осигурати међусобно искључивање критичне секције?

{{delimično rešeno}}

== Поставка Свих Група==

У зависности од групе било је потребно решити један од следећих проблема:

1. Решити <code>Atomic Broadcast</code> проблем користећи <code>AtomicInteger</code> и опционо <code>Semaphore</code> . Бафер садржи B елемената. Потребно је да програм буде максимално конкурентан и отпоран на прекиде.

2. Решити <code>H2O</code> проблем користећи <code>CyclicBarrier</code>. Потребно је да програм буде максимално конкурентан и отпоран на прекиде.

3. Решити <code>Dining Philosophers</code> проблем користећи <code>AtomicInteger</code> и регионе. филозофи који су раније изразили жељу за храном треба раније да буду опслужени . Потребно је да програм буде максимално конкурентан и отпоран на прекиде.

4. Решити <code>Child Care</code> проблем користећи <code>ConcurrentLinkedQueue</code> и друге произвољне синхронизационе директиве. Родитељ доводи једно или више деце у обданиште и чека све док се не појави место, како би оставио сву децу одједном и отишао. Родитељ може и да одведе једно или више деце, такође одједном. Мора се поштовати редослед доласка родитеља који остављају децу и васпитачица које одлазе са посла. Потребно је да програм буде максимално конкурентан и отпоран на прекиде.

== Решење за Atomic Broadcast ==

==== <code>Test.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">

package rs.ac.bg.etf.kdp.lab12024G1;

import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Test {

private static final int consumersCount=3;
private static final int b=5;

public static void main(String[] args) {

AtomicInteger[][] reads = new AtomicInteger[b][consumersCount];

Semaphore mutex = new Semaphore(1);

AtomicInteger[] buffer = new AtomicInteger[b];

for (int i = 0; i < buffer.length; i++)
buffer[i] = new AtomicInteger(0);

Consumer[] consumers = new Consumer[consumersCount];

Producer p = new Producer(consumersCount, buffer, reads,b,mutex);
p.start();

for (int i = 0; i < b; i++)
for(int j=0;j<consumersCount;j++)
reads[i][j] = new AtomicInteger(1);

for (int i = 0; i < consumersCount; i++) {
consumers[i] = new Consumer(buffer, reads,b,mutex,i);
consumers[i].start();
}
}

}

</syntaxhighlight>

==== <code>Producer.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">

package rs.ac.bg.etf.kdp.lab12024G1;

import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Producer extends Thread {

private final int consumers;
private AtomicInteger[] buffer;
private AtomicInteger[][] reads;
private Semaphore mutex;
private int b;

public Producer(int consumers, AtomicInteger[] buffer, AtomicInteger[][] reads, int bb, Semaphore mutex) {
this.consumers = consumers;
this.buffer = buffer;
this.reads = reads;
b=bb;
this.mutex = mutex;
}

@Override
public void run() {
for (int i = 0; i <b; i++) {
for (int j = 0; j < consumers; j++)
while(reads[i][j].get() == 0)
Thread.onSpinWait();

int rand = (int)(Math.random() * 10);
System.out.println("Producer produced element: " + rand );
mutex.acquireUninterruptibly();
buffer[i].set(rand);
mutex.release();

mutex.acquireUninterruptibly();
for (int j2 = 0; j2 < consumers; j2++)
reads[i][j2].set(0);

mutex.release();
}
}

}
</syntaxhighlight>

==== <code>Consumer.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">

package rs.ac.bg.etf.kdp.lab12024G1;

import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Consumer extends Thread {

private int id;
private AtomicInteger[][] reads;
private AtomicInteger[] buffer;
private Semaphore mutex;
private int b;

public Consumer(AtomicInteger[] buff, AtomicInteger[][] r, int bb,Semaphore mutex, int i) {
buffer = buff;
reads=r;
id=i;
this.mutex = mutex;
b=bb;
}

@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < b; i++) {
while(reads[i][id].get() == 1)
Thread.onSpinWait();
mutex.acquireUninterruptibly();
int elem = buffer[i].get();
System.out.println("Consumer "+id+" consumed element "+elem +"from place "+i);
reads[i][id].set(1);
mutex.release();

try {
sleep((int)(Math.random()*2000));
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}

}
}

}
</syntaxhighlight>

== Решење за H2O ==

==== <code>Test.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package H20;

import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Test {
public static void main(String[] args) {
int cnt = 10;

Barrier barrier = new Barrier(new CyclicBarrier(3));

Hydrogen[] h = new Hydrogen[cnt*2];
Oxygen[] o = new Oxygen[cnt];

for(int i = 0; i < cnt; i++) {
o[i] = new Oxygen(barrier);
h[2*i] = new Hydrogen(barrier);
h[2*i + 1] = new Hydrogen(barrier);

o[i].start();
h[2*i].start();
h[2*i+1].start();
}

}
}
</syntaxhighlight>
==== <code>Oxygen.java</code> ====
<syntaxhighlight lang="java">
package H20;

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.Semaphore;

public class Oxygen extends Thread {

Barrier barrier;

Oxygen(Barrier b){
barrier = b;
}

@Override
public void run() {
while(true) {
try {
Thread.sleep((int)(Math.random() * 4000));
} catch (InterruptedException e) {}

barrier.oxygen.acquireUninterruptibly();

barrier.oCount++;

try {
System.out.println("Kiseonik pristigao na barijeru");

if(barrier.barrier.await() == 0) {
System.out.println("\nFORMIRANJE VODE!\n");

barrier.hCount = 0;
barrier.oCount = 1;

barrier.hydrogen.release(2);
barrier.oxygen.release(1);
}

} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}

}
}

}

</syntaxhighlight>

==== <code>Hydrogen.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package H20;

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.Semaphore;

public class Hydrogen extends Thread {

Barrier barrier;

Hydrogen(Barrier b){
barrier = b;
}

@Override
public void run() {
while(true) {
try {
Thread.sleep((int)(Math.random() * 4000));
} catch (InterruptedException e) {}

barrier.hydrogen.acquireUninterruptibly();

barrier.hCount++;

try {
System.out.println("Vodonik pristigao na barijeru");

if(barrier.barrier.await() == 0) {
System.out.println("\nFORMIRANJE VODE!\n");
barrier.hCount = 0;
barrier.oCount = 1;

barrier.hydrogen.release(2);
barrier.oxygen.release(1);
}

} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}

}
}
}

</syntaxhighlight>

==== <code>Barrier.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package H20;

import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.Semaphore;

public class Barrier {
CyclicBarrier barrier;
Semaphore hydrogen, oxygen;
int hCount, oCount;

Barrier(CyclicBarrier cb){
barrier = cb;
hCount = 0;
oCount = 0;
hydrogen = new Semaphore(2);
oxygen = new Semaphore(1);
}

}
</syntaxhighlight>

== Решење за Dining Philosophers ==

==== <code>Test.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package rs.ac.bg.etf.kdp.lab12024G3;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Test {

public static final int N = 5;

public static void main(String[] args) {

Philosopher[] philosophers = new Philosopher[N];
AtomicInteger[] forks = new AtomicInteger[N];

for (int i = 0; i < forks.length; i++)
forks[i] = new AtomicInteger(1);

Table table = new Table();

for (int i = 0; i < N; i++) {
philosophers[i] = new Philosopher(forks, i, N, table);
philosophers[i].start();
}

}

}

</syntaxhighlight>
==== <code>Table.java</code> ====
<syntaxhighlight lang="java">
package rs.ac.bg.etf.kdp.lab12024G3;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Table {

AtomicInteger ticket;
int next;

public Table() {
ticket = new AtomicInteger(0);
next = 0;
}

}

</syntaxhighlight>

==== <code>Philosopher.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package rs.ac.bg.etf.kdp.lab12024G3;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Philosopher extends Thread {

AtomicInteger[] forks;
int id,left,right,N,myTicket;
Table t;

public Philosopher(AtomicInteger[] forks, int id, int n,Table table) {
this.forks = forks;
this.id = id;
N = n;
left = id;
right = (id+1)%n;
t = table;
}

@Override
public void run() {
while(true) {
int choice = (int)(Math.random() * 2);

switch (choice) {
case 0: {
eat();
break;
}
case 1:{
think();
break;
}
default:
throw new IllegalArgumentException("Unexpected value: " + choice);
}
}
}

public void think() {
System.out.println("Philosopher "+id+" thinking");
try {
sleep((int)(Math.random() * 3000));
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}

public void eat() {
myTicket = t.ticket.getAndIncrement();
synchronized (forks) {

System.out.println("Philosopher "+id+" wants to eat");

while(forks[left].intValue() == 0 || forks[right].intValue() == 0 || myTicket != t.next)
try {
forks.wait();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
System.out.println("Philosopher "+id+" started eating");
t.next++;
forks[left].set(0);
forks[right].set(0);

}

try {
sleep((int)(Math.random() * 2000));
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}

synchronized (forks) {

System.out.println("Philosopher "+id+" finished eating");
forks[left].set(1);
forks[right].set(1);
forks.notifyAll();
}
}
}

</syntaxhighlight>

== Решење за Child Care ==
== Решење за Child Care ==

==== <code>Test.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package ChildCare;

public class Test {
public static void main(String[] args) {
Kindergarten k = new Kindergarten(12);
k.startProgram(4, 3);
}
}

</syntaxhighlight>
==== <code>Kindergarten.java</code> ====
<syntaxhighlight lang="java">
package ChildCare;

import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;

public class Kindergarten {
int childrenInside = 0;
int teachersInside = 0;
int capacity;
public ConcurrentLinkedQueue<Integer> parentQueue;
public ConcurrentLinkedQueue<Integer> teacherQueue;
public Kindergarten(int capacity) {
parentQueue = new ConcurrentLinkedQueue<Integer>();
teacherQueue = new ConcurrentLinkedQueue<Integer>();
this.capacity = capacity;
}
public static boolean ruleFollowed(int teachers, int children, int capacity ) {
if(teachers == 0 || children > capacity) return false;
return teachers >= Math.ceil(children / 3.0);
}
public void startProgram(int teachersUsed, int parentsUsed) {
Teacher[] teachers = new Teacher[teachersUsed];
Parent[] parents = new Parent[parentsUsed];
for(int i = 0; i < teachersUsed; i++) {
teachers[i] = new Teacher(i, this);
teachers[i].start();
}
for(int i = 0; i < parentsUsed; i++) {
parents[i] = new Parent(i, this);
parents[i].start();
}

}
}

</syntaxhighlight>

==== <code>Teacher.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package ChildCare;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;

public class Teacher extends Thread {
Kindergarten k;
int id;

public Teacher(int id, Kindergarten k) {
this.k = k;
this.id = id;
}
public void run() {
while(true) {
try {
Thread.sleep(new Random().nextInt(5000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized(k) {
k.teachersInside++;
System.out.println("Teacher " + id + " came to work.");
k.notifyAll();
}
try {
Thread.sleep(new Random().nextInt(5000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}

synchronized(k) {
k.teacherQueue.add(id);
System.out.println("Teacher " + id + " wishes to leave work.");
while(!(k.teacherQueue.element() == id && Kindergarten.ruleFollowed(k.teachersInside - 1, k.childrenInside, k.capacity))) {
try {
k.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("Teacher " + id + " has left work.");
k.teachersInside--;
k.teacherQueue.remove();
k.notifyAll();
}
}
}
}

</syntaxhighlight>

==== <code>Parent.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package ChildCare;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;

public class Parent extends Thread {

boolean interacted = false;
Kindergarten k;
int id;
public Parent(int id, Kindergarten k) {
this.k = k;
this.id = id;
}
public void run() {

while(true) {
try {
Thread.sleep(new Random().nextInt(5000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
int childrenBrought = 1 + new Random().nextInt(4);
System.out.println("Parent " + id + " brought " + childrenBrought + " children.");
interacted = false;

synchronized(k) {
k.parentQueue.add(id);
while(!(k.parentQueue.peek() == id && Kindergarten.ruleFollowed(k.teachersInside, k.childrenInside + childrenBrought, k.capacity))) {
try {
k.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
k.parentQueue.remove();
k.childrenInside += childrenBrought;
System.out.println("Parent " + id + " left his " + childrenBrought + " children.");
k.notifyAll();
}
while(childrenBrought > 0) {
try {
Thread.sleep(new Random().nextInt(5000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
int childrenToPickUp = 1 + (1 + new Random().nextInt(4)) % childrenBrought;
synchronized(k) {
k.childrenInside -= childrenToPickUp;
System.out.println("Parent " + id + " took home his " + childrenToPickUp + "/" + childrenBrought + " children.");
k.notifyAll();
}
childrenBrought -= childrenToPickUp;
}

}
}
}

</syntaxhighlight>

[[Категорија:КДП]]
[[Категорија:Лабораторијске вежбе]]

КДП/Лаб 1 2024

2026-06-01T19:37:48Z

Mf230002d: /* Решење за Dining Philosophers */

{{tocright}}

'''Прва лабораторијска вежба 2024. године''' одржана је 29. i 30. априла и носила је 10 бодова (3 бода Moodle 7 бодова задатак). Укупно је било 4 групе.

== Улазни тест Група 1 и 2 ==

=== 1. задатак ===
Уколико нит А позове a(), а нит Б позове b(), шта ће се десити са нити Б?

<syntaxhighlight lang="java">
public class A {
public synchronized void a() {
//neki kod ...
}

public synchronized void b() {
//neki kod..
}

A obj = new A();
}
</syntaxhighlight>

Одговор: <span class="spoiler" data-solution="text">Зауставиће се док се не изврши a()</span>

=== 2. задатак ===

Који од следећег су валидни начини да се иницијализује нит?

<div class="abc-list" data-solution="multiple">
# <syntaxhighlight lang="java">Runnable r = new Runnable() {
public void run(){ /*neki kod*/ }
};</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">Runnable r = new Runnable() {
public void run(){ /*neki kod*/}
};
Thread t = new Thread(r);</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">Thread t = new Thread();</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">public class Nit extends Thread {
public void run(){ /*neki kod*/ }
}
Nit t = new Nit();</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">Thread t = new Thread() {
public void run(){ /*neki kod*/ }
};</syntaxhighlight>
</div>

=== 3. задатак ===

Прва нит извршава <code>readMethod()</code> и закључала је <code>readLock</code>. Друга нит је позвала <code>writeMethod()</code>.

<syntaxhighlight lang="java">
public class LockExample {
private static final ReentrantReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock();

public void readMethod() {
rwLock.readLock().lock();
try {
// Neki kod...
} finally {
rwLock.readLock().unlock();
}
}

public void writeMethod() {
if (!rwLock.isWriteLocked()) {
rwLock.writeLock().lock();
try {
// Neki kod..
} finally {
rwLock.writeLock().unlock();
}
}
}
}

</syntaxhighlight>

Чему служи параметар у конструктору <code>ReentrantReadWriteLock</code>?
Одговор: <span class="spoiler" data-solution="text">FIFO Fairness</span>

Шта се дешава са другом нити?
Одговор: <span class="spoiler" data-solution="text">Блокира се на <code>writeLock</code></span>

== Улазни тест Групe 3 ==

=== 1. задатак ===
Када нит T увек трајно престаје да се извршава?

<div class="abc-list" data-solution="single">
# Када нит позове wait над неким објектом.
# <span class="solution">Када се заврши њена run метода.</span>
# Када позове своју interrupt методу.
# Ниједан од понуђених одговора.
</div>

=== 2. задатак ===

Који од наведених исказа су тачни?

<div class="abc-list" data-solution="multiple">
# <span class="solution"><code>ArrayBlockingQueue</code> je pogodan za rešavanje ProducerConsumer problema.</span>
# Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>add(E e) i remove()</code> objekta tipa <code>BlockingQueue</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.
# <span class="solution"> Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>putFirst(E e) i takeLast()</code> objekta tipa <code>BlockingDeque</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.</span>
# Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>transfer(E e) i take()</code> objekta tipa <code>TransferQueue</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.
# Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>putFirst(E e) i takeFirst()</code> objekta tipa <code>BlockingDeque</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.
</div>

=== 3. задатак ===

Уколико нит threadA тренутно извршава методу обј.а(), а потом нит threadB позива методу обј.б(), који од понуђених одговора су тачни, уколико је дат следећи део кода?

<syntaxhighlight lang="java">
public class A {
private ReentrantReadWriteLock rw = new ReentrantReadWriteLock(true);

public void a() {
try {
rw.readLock().lock();
// kritična sekcija A... // <- threadA
} finally {
rw.readLock().unlock();
}
}

public void b() {
try {
if (rw.getReadLockCount()==0) {
rw.writeLock().lock();
}
// kritična sekcija B...
} finally {
rw.writeLock().unlock();
}
}
}

A obj = new A();
</syntaxhighlight>

<div class="abc-list" data-solution="multiple">
# <span class="solution"> Десиће се грешка приликом извршавања.</span>
# Аргумент конструктора ReentrantReadWriteLock означава да могу две нити истовремено да позивају закључавање.
# <span class="solution">Нити А и Б могу истовремено да извршавају критичне секције у методама a() и b() (респективно).</span>
# Нит Б ће бити блокирана док нит А не заврши позив методе a().
# <span class="solution">Аргумент конструктора ReentrantReadWriteLock означава да ли ће се буђење нити обављати по FIFO принципу.</span>
# <span class="solution">Нит Б неће извршити закључавање, јер услов if-a није испуњен.</span>
</div>

== Улазни тест Групe 4 ==

=== 1. задатак ===

Који од следећег су валидни начини да се иницијализује нит?

<div class="abc-list" data-solution="multiple">
# <syntaxhighlight lang="java">Runnable r = new Runnable() {
public void run(){ /*neki kod*/ }
};</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">Runnable r = new Runnable() {
public void run(){ /*neki kod*/}
};
Thread t = new Thread(r);</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">Thread t = new Thread();</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">public class Nit extends Thread {
public void run(){ /*neki kod*/ }
}
Nit t = new Nit();</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">Thread t = new Thread() {
public void run(){ /*neki kod*/ }
};</syntaxhighlight>
</div>

=== 2. задатак ===

Који од наведених исказа су тачни?

<div class="abc-list" data-solution="multiple">
# <span class="solution"><code>ArrayBlockingQueue</code> je pogodan za rešavanje ProducerConsumer problema.</span>
# Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>add(E e) i remove()</code> objekta tipa <code>BlockingQueue</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.
# <span class="solution"> Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>putFirst(E e) i takeLast()</code> objekta tipa <code>BlockingDeque</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.</span>
# Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>transfer(E e) i take()</code> objekta tipa <code>TransferQueue</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.
# Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>putFirst(E e) i takeFirst()</code> objekta tipa <code>BlockingDeque</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.
</div>

=== 3. задатак ===

Како правилно осигурати међусобно искључивање критичне секције?

{{delimično rešeno}}

== Поставка Свих Група==

У зависности од групе било је потребно решити један од следећих проблема:

1. Решити <code>Atomic Broadcast</code> проблем користећи <code>AtomicInteger</code> и опционо <code>Semaphore</code> . Бафер садржи B елемената. Потребно је да програм буде максимално конкурентан и отпоран на прекиде.

2. Решити <code>H2O</code> проблем користећи <code>CyclicBarrier</code>. Потребно је да програм буде максимално конкурентан и отпоран на прекиде.

3. Решити <code>Dining Philosophers</code> проблем користећи <code>AtomicInteger</code> и регионе. филозофи који су раније изразили жељу за храном треба раније да буду опслужени . Потребно је да програм буде максимално конкурентан и отпоран на прекиде.

4. Решити <code>Child Care</code> проблем користећи <code>ConcurrentLinkedQueue</code> и друге произвољне синхронизационе директиве. Родитељ доводи једно или више деце у обданиште и чека све док се не појави место, како би оставио сву децу одједном и отишао. Родитељ може и да одведе једно или више деце, такође одједном. Мора се поштовати редослед доласка родитеља који остављају децу и васпитачица које одлазе са посла. Потребно је да програм буде максимално конкурентан и отпоран на прекиде.

== Решење за Atomic Broadcast ==

==== <code>Test.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">

package rs.ac.bg.etf.kdp.lab12024G1;

import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Test {

private static final int consumersCount=3;
private static final int b=5;

public static void main(String[] args) {

AtomicInteger[][] reads = new AtomicInteger[b][consumersCount];

Semaphore mutex = new Semaphore(1);

AtomicInteger[] buffer = new AtomicInteger[b];

for (int i = 0; i < buffer.length; i++)
buffer[i] = new AtomicInteger(0);

Consumer[] consumers = new Consumer[consumersCount];

Producer p = new Producer(consumersCount, buffer, reads,b,mutex);
p.start();

for (int i = 0; i < b; i++)
for(int j=0;j<consumersCount;j++)
reads[i][j] = new AtomicInteger(1);

for (int i = 0; i < consumersCount; i++) {
consumers[i] = new Consumer(buffer, reads,b,mutex,i);
consumers[i].start();
}
}

}

</syntaxhighlight>

==== <code>Producer.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">

package rs.ac.bg.etf.kdp.lab12024G1;

import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Producer extends Thread {

private final int consumers;
private AtomicInteger[] buffer;
private AtomicInteger[][] reads;
private Semaphore mutex;
private int b;

public Producer(int consumers, AtomicInteger[] buffer, AtomicInteger[][] reads, int bb, Semaphore mutex) {
this.consumers = consumers;
this.buffer = buffer;
this.reads = reads;
b=bb;
this.mutex = mutex;
}

@Override
public void run() {
for (int i = 0; i <b; i++) {
for (int j = 0; j < consumers; j++)
while(reads[i][j].get() == 0)
Thread.onSpinWait();

int rand = (int)(Math.random() * 10);
System.out.println("Producer produced element: " + rand );
mutex.acquireUninterruptibly();
buffer[i].set(rand);
mutex.release();

mutex.acquireUninterruptibly();
for (int j2 = 0; j2 < consumers; j2++)
reads[i][j2].set(0);

mutex.release();
}
}

}
</syntaxhighlight>

==== <code>Consumer.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">

package rs.ac.bg.etf.kdp.lab12024G1;

import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Consumer extends Thread {

private int id;
private AtomicInteger[][] reads;
private AtomicInteger[] buffer;
private Semaphore mutex;
private int b;

public Consumer(AtomicInteger[] buff, AtomicInteger[][] r, int bb,Semaphore mutex, int i) {
buffer = buff;
reads=r;
id=i;
this.mutex = mutex;
b=bb;
}

@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < b; i++) {
while(reads[i][id].get() == 1)
Thread.onSpinWait();
mutex.acquireUninterruptibly();
int elem = buffer[i].get();
System.out.println("Consumer "+id+" consumed element "+elem +"from place "+i);
reads[i][id].set(1);
mutex.release();

try {
sleep((int)(Math.random()*2000));
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}

}
}

}
</syntaxhighlight>

== Решење за H2O ==

==== <code>Test.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package H20;

import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Test {
public static void main(String[] args) {
int cnt = 10;

Barrier barrier = new Barrier(new CyclicBarrier(3));

Hydrogen[] h = new Hydrogen[cnt*2];
Oxygen[] o = new Oxygen[cnt];

for(int i = 0; i < cnt; i++) {
o[i] = new Oxygen(barrier);
h[2*i] = new Hydrogen(barrier);
h[2*i + 1] = new Hydrogen(barrier);

o[i].start();
h[2*i].start();
h[2*i+1].start();
}

}
}
</syntaxhighlight>
==== <code>Oxygen.java</code> ====
<syntaxhighlight lang="java">
package H20;

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.Semaphore;

public class Oxygen extends Thread {

Barrier barrier;

Oxygen(Barrier b){
barrier = b;
}

@Override
public void run() {
while(true) {
try {
Thread.sleep((int)(Math.random() * 4000));
} catch (InterruptedException e) {}

barrier.oxygen.acquireUninterruptibly();

barrier.oCount++;

try {
System.out.println("Kiseonik pristigao na barijeru");

if(barrier.barrier.await() == 0) {
System.out.println("\nFORMIRANJE VODE!\n");

barrier.hCount = 0;
barrier.oCount = 1;

barrier.hydrogen.release(2);
barrier.oxygen.release(1);
}

} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}

}
}

}

</syntaxhighlight>

==== <code>Hydrogen.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package H20;

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.Semaphore;

public class Hydrogen extends Thread {

Barrier barrier;

Hydrogen(Barrier b){
barrier = b;
}

@Override
public void run() {
while(true) {
try {
Thread.sleep((int)(Math.random() * 4000));
} catch (InterruptedException e) {}

barrier.hydrogen.acquireUninterruptibly();

barrier.hCount++;

try {
System.out.println("Vodonik pristigao na barijeru");

if(barrier.barrier.await() == 0) {
System.out.println("\nFORMIRANJE VODE!\n");
barrier.hCount = 0;
barrier.oCount = 1;

barrier.hydrogen.release(2);
barrier.oxygen.release(1);
}

} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}

}
}
}

</syntaxhighlight>

==== <code>Barrier.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package H20;

import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.Semaphore;

public class Barrier {
CyclicBarrier barrier;
Semaphore hydrogen, oxygen;
int hCount, oCount;

Barrier(CyclicBarrier cb){
barrier = cb;
hCount = 0;
oCount = 0;
hydrogen = new Semaphore(2);
oxygen = new Semaphore(1);
}

}
</syntaxhighlight>

== Решење за Dining Philosophers ==

==== <code>Test.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package rs.ac.bg.etf.kdp.lab12024G3;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Test {

public static final int N = 5;

public static void main(String[] args) {

Philosopher[] philosophers = new Philosopher[N];
AtomicInteger[] forks = new AtomicInteger[N];

for (int i = 0; i < forks.length; i++)
forks[i] = new AtomicInteger(1);

Table table = new Table();

for (int i = 0; i < N; i++) {
philosophers[i] = new Philosopher(forks, i, N, table);
philosophers[i].start();
}

}

}

</syntaxhighlight>
==== <code>Table.java</code> ====
<syntaxhighlight lang="java">
package rs.ac.bg.etf.kdp.lab12024G3;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Table {

AtomicInteger ticket;
int next;

public Table() {
ticket = new AtomicInteger(0);
next = 0;
}

}

</syntaxhighlight>

==== <code>Philosopher.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package rs.ac.bg.etf.kdp.lab12024G3;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Philosopher extends Thread {

AtomicInteger[] forks;
int id,left,right,N,myTicket;
Table t;

public Philosopher(AtomicInteger[] forks, int id, int n,Table table) {
this.forks = forks;
this.id = id;
N = n;
left = id;
right = (id+1)%n;
t = table;
}

@Override
public void run() {
while(true) {
int choice = (int)(Math.random() * 2);

switch (choice) {
case 0: {
eat();
break;
}
case 1:{
think();
break;
}
default:
throw new IllegalArgumentException("Unexpected value: " + choice);
}
}
}

public void think() {
System.out.println("Philosopher "+id+" thinking");
try {
sleep((int)(Math.random() * 3000));
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}

public void eat() {
myTicket = t.ticket.getAndIncrement();
synchronized (forks) {

System.out.println("Philosopher "+id+" wants to eat");

while(forks[left].intValue() == 0 || forks[right].intValue() == 0 || myTicket != t.next)
try {
forks.wait();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
System.out.println("Philosopher "+id+" started eating");
t.next++;
forks[left].set(0);
forks[right].set(0);

}

try {
sleep((int)(Math.random() * 2000));
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}

synchronized (forks) {

System.out.println("Philosopher "+id+" finished eating");
forks[left].set(1);
forks[right].set(1);
forks.notifyAll();
}
}
}

</syntaxhighlight>

== Решење за Child Care ==
== Решење за Child Care ==

==== <code>Test.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package ChildCare;

public class Test {
public static void main(String[] args) {
Kindergarten k = new Kindergarten(12);
k.startProgram(4, 3);
}
}

</syntaxhighlight>
==== <code>Kindergarten.java</code> ====
<syntaxhighlight lang="java">
package ChildCare;

import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;

public class Kindergarten {
int childrenInside = 0;
int teachersInside = 0;
int capacity;
public ConcurrentLinkedQueue<Integer> parentQueue;
public ConcurrentLinkedQueue<Integer> teacherQueue;
public Kindergarten(int capacity) {
parentQueue = new ConcurrentLinkedQueue<Integer>();
teacherQueue = new ConcurrentLinkedQueue<Integer>();
this.capacity = capacity;
}
public static boolean ruleFollowed(int teachers, int children, int capacity ) {
if(teachers == 0 || children > capacity) return false;
return teachers >= Math.ceil(children / 3.0);
}
public void startProgram(int teachersUsed, int parentsUsed) {
Teacher[] teachers = new Teacher[teachersUsed];
Parent[] parents = new Parent[parentsUsed];
for(int i = 0; i < teachersUsed; i++) {
teachers[i] = new Teacher(i, this);
teachers[i].start();
}
for(int i = 0; i < parentsUsed; i++) {
parents[i] = new Parent(i, this);
parents[i].start();
}

}
}

</syntaxhighlight>

==== <code>Teacher.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package ChildCare;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;

public class Teacher extends Thread {
Kindergarten k;
int id;

public Teacher(int id, Kindergarten k) {
this.k = k;
this.id = id;
}
public void run() {
while(true) {
try {
Thread.sleep(new Random().nextInt(5000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized(k) {
k.teachersInside++;
System.out.println("Teacher " + id + " came to work.");
k.notifyAll();
}
try {
Thread.sleep(new Random().nextInt(5000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}

synchronized(k) {
k.teacherQueue.add(id);
System.out.println("Teacher " + id + " wishes to leave work.");
while(!(k.teacherQueue.element() == id && Kindergarten.ruleFollowed(k.teachersInside - 1, k.childrenInside, k.capacity))) {
try {
k.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("Teacher " + id + " has left work.");
k.teachersInside--;
k.teacherQueue.remove();
k.notifyAll();
}
}
}
}

</syntaxhighlight>

==== <code>Teacher.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package ChildCare;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;

public class Parent extends Thread {

boolean interacted = false;
Kindergarten k;
int id;
public Parent(int id, Kindergarten k) {
this.k = k;
this.id = id;
}
public void run() {

while(true) {
try {
Thread.sleep(new Random().nextInt(5000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
int childrenBrought = 1 + new Random().nextInt(4);
System.out.println("Parent " + id + " brought " + childrenBrought + " children.");
interacted = false;

synchronized(k) {
k.parentQueue.add(id);
while(!(k.parentQueue.peek() == id && Kindergarten.ruleFollowed(k.teachersInside, k.childrenInside + childrenBrought, k.capacity))) {
try {
k.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
k.parentQueue.remove();
k.childrenInside += childrenBrought;
System.out.println("Parent " + id + " left his " + childrenBrought + " children.");
k.notifyAll();
}
while(childrenBrought > 0) {
try {
Thread.sleep(new Random().nextInt(5000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
int childrenToPickUp = 1 + (1 + new Random().nextInt(4)) % childrenBrought;
synchronized(k) {
k.childrenInside -= childrenToPickUp;
System.out.println("Parent " + id + " took home his " + childrenToPickUp + "/" + childrenBrought + " children.");
k.notifyAll();
}
childrenBrought -= childrenToPickUp;
}

}
}
}

</syntaxhighlight>

[[Категорија:КДП]]
[[Категорија:Лабораторијске вежбе]]

КДП/Лаб 1 2024

2026-06-01T19:36:48Z

Mf230002d: /* Решење за Child Care */

{{tocright}}

'''Прва лабораторијска вежба 2024. године''' одржана је 29. i 30. априла и носила је 10 бодова (3 бода Moodle 7 бодова задатак). Укупно је било 4 групе.

== Улазни тест Група 1 и 2 ==

=== 1. задатак ===
Уколико нит А позове a(), а нит Б позове b(), шта ће се десити са нити Б?

<syntaxhighlight lang="java">
public class A {
public synchronized void a() {
//neki kod ...
}

public synchronized void b() {
//neki kod..
}

A obj = new A();
}
</syntaxhighlight>

Одговор: <span class="spoiler" data-solution="text">Зауставиће се док се не изврши a()</span>

=== 2. задатак ===

Који од следећег су валидни начини да се иницијализује нит?

<div class="abc-list" data-solution="multiple">
# <syntaxhighlight lang="java">Runnable r = new Runnable() {
public void run(){ /*neki kod*/ }
};</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">Runnable r = new Runnable() {
public void run(){ /*neki kod*/}
};
Thread t = new Thread(r);</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">Thread t = new Thread();</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">public class Nit extends Thread {
public void run(){ /*neki kod*/ }
}
Nit t = new Nit();</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">Thread t = new Thread() {
public void run(){ /*neki kod*/ }
};</syntaxhighlight>
</div>

=== 3. задатак ===

Прва нит извршава <code>readMethod()</code> и закључала је <code>readLock</code>. Друга нит је позвала <code>writeMethod()</code>.

<syntaxhighlight lang="java">
public class LockExample {
private static final ReentrantReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock();

public void readMethod() {
rwLock.readLock().lock();
try {
// Neki kod...
} finally {
rwLock.readLock().unlock();
}
}

public void writeMethod() {
if (!rwLock.isWriteLocked()) {
rwLock.writeLock().lock();
try {
// Neki kod..
} finally {
rwLock.writeLock().unlock();
}
}
}
}

</syntaxhighlight>

Чему служи параметар у конструктору <code>ReentrantReadWriteLock</code>?
Одговор: <span class="spoiler" data-solution="text">FIFO Fairness</span>

Шта се дешава са другом нити?
Одговор: <span class="spoiler" data-solution="text">Блокира се на <code>writeLock</code></span>

== Улазни тест Групe 3 ==

=== 1. задатак ===
Када нит T увек трајно престаје да се извршава?

<div class="abc-list" data-solution="single">
# Када нит позове wait над неким објектом.
# <span class="solution">Када се заврши њена run метода.</span>
# Када позове своју interrupt методу.
# Ниједан од понуђених одговора.
</div>

=== 2. задатак ===

Који од наведених исказа су тачни?

<div class="abc-list" data-solution="multiple">
# <span class="solution"><code>ArrayBlockingQueue</code> je pogodan za rešavanje ProducerConsumer problema.</span>
# Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>add(E e) i remove()</code> objekta tipa <code>BlockingQueue</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.
# <span class="solution"> Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>putFirst(E e) i takeLast()</code> objekta tipa <code>BlockingDeque</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.</span>
# Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>transfer(E e) i take()</code> objekta tipa <code>TransferQueue</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.
# Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>putFirst(E e) i takeFirst()</code> objekta tipa <code>BlockingDeque</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.
</div>

=== 3. задатак ===

Уколико нит threadA тренутно извршава методу обј.а(), а потом нит threadB позива методу обј.б(), који од понуђених одговора су тачни, уколико је дат следећи део кода?

<syntaxhighlight lang="java">
public class A {
private ReentrantReadWriteLock rw = new ReentrantReadWriteLock(true);

public void a() {
try {
rw.readLock().lock();
// kritična sekcija A... // <- threadA
} finally {
rw.readLock().unlock();
}
}

public void b() {
try {
if (rw.getReadLockCount()==0) {
rw.writeLock().lock();
}
// kritična sekcija B...
} finally {
rw.writeLock().unlock();
}
}
}

A obj = new A();
</syntaxhighlight>

<div class="abc-list" data-solution="multiple">
# <span class="solution"> Десиће се грешка приликом извршавања.</span>
# Аргумент конструктора ReentrantReadWriteLock означава да могу две нити истовремено да позивају закључавање.
# <span class="solution">Нити А и Б могу истовремено да извршавају критичне секције у методама a() и b() (респективно).</span>
# Нит Б ће бити блокирана док нит А не заврши позив методе a().
# <span class="solution">Аргумент конструктора ReentrantReadWriteLock означава да ли ће се буђење нити обављати по FIFO принципу.</span>
# <span class="solution">Нит Б неће извршити закључавање, јер услов if-a није испуњен.</span>
</div>

== Улазни тест Групe 4 ==

=== 1. задатак ===

Који од следећег су валидни начини да се иницијализује нит?

<div class="abc-list" data-solution="multiple">
# <syntaxhighlight lang="java">Runnable r = new Runnable() {
public void run(){ /*neki kod*/ }
};</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">Runnable r = new Runnable() {
public void run(){ /*neki kod*/}
};
Thread t = new Thread(r);</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">Thread t = new Thread();</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">public class Nit extends Thread {
public void run(){ /*neki kod*/ }
}
Nit t = new Nit();</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java" class="solution">Thread t = new Thread() {
public void run(){ /*neki kod*/ }
};</syntaxhighlight>
</div>

=== 2. задатак ===

Који од наведених исказа су тачни?

<div class="abc-list" data-solution="multiple">
# <span class="solution"><code>ArrayBlockingQueue</code> je pogodan za rešavanje ProducerConsumer problema.</span>
# Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>add(E e) i remove()</code> objekta tipa <code>BlockingQueue</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.
# <span class="solution"> Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>putFirst(E e) i takeLast()</code> objekta tipa <code>BlockingDeque</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.</span>
# Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>transfer(E e) i take()</code> objekta tipa <code>TransferQueue</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.
# Za implementaciju <code>ProducerConsumer</code> problema, može se koristiti par metoda <code>putFirst(E e) i takeFirst()</code> objekta tipa <code>BlockingDeque</code>, bez dodatnih sinhronizacionih elemenata/direktiva.
</div>

=== 3. задатак ===

Како правилно осигурати међусобно искључивање критичне секције?

{{delimično rešeno}}

== Поставка Свих Група==

У зависности од групе било је потребно решити један од следећих проблема:

1. Решити <code>Atomic Broadcast</code> проблем користећи <code>AtomicInteger</code> и опционо <code>Semaphore</code> . Бафер садржи B елемената. Потребно је да програм буде максимално конкурентан и отпоран на прекиде.

2. Решити <code>H2O</code> проблем користећи <code>CyclicBarrier</code>. Потребно је да програм буде максимално конкурентан и отпоран на прекиде.

3. Решити <code>Dining Philosophers</code> проблем користећи <code>AtomicInteger</code> и регионе. филозофи који су раније изразили жељу за храном треба раније да буду опслужени . Потребно је да програм буде максимално конкурентан и отпоран на прекиде.

4. Решити <code>Child Care</code> проблем користећи <code>ConcurrentLinkedQueue</code> и друге произвољне синхронизационе директиве. Родитељ доводи једно или више деце у обданиште и чека све док се не појави место, како би оставио сву децу одједном и отишао. Родитељ може и да одведе једно или више деце, такође одједном. Мора се поштовати редослед доласка родитеља који остављају децу и васпитачица које одлазе са посла. Потребно је да програм буде максимално конкурентан и отпоран на прекиде.

== Решење за Atomic Broadcast ==

==== <code>Test.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">

package rs.ac.bg.etf.kdp.lab12024G1;

import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Test {

private static final int consumersCount=3;
private static final int b=5;

public static void main(String[] args) {

AtomicInteger[][] reads = new AtomicInteger[b][consumersCount];

Semaphore mutex = new Semaphore(1);

AtomicInteger[] buffer = new AtomicInteger[b];

for (int i = 0; i < buffer.length; i++)
buffer[i] = new AtomicInteger(0);

Consumer[] consumers = new Consumer[consumersCount];

Producer p = new Producer(consumersCount, buffer, reads,b,mutex);
p.start();

for (int i = 0; i < b; i++)
for(int j=0;j<consumersCount;j++)
reads[i][j] = new AtomicInteger(1);

for (int i = 0; i < consumersCount; i++) {
consumers[i] = new Consumer(buffer, reads,b,mutex,i);
consumers[i].start();
}
}

}

</syntaxhighlight>

==== <code>Producer.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">

package rs.ac.bg.etf.kdp.lab12024G1;

import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Producer extends Thread {

private final int consumers;
private AtomicInteger[] buffer;
private AtomicInteger[][] reads;
private Semaphore mutex;
private int b;

public Producer(int consumers, AtomicInteger[] buffer, AtomicInteger[][] reads, int bb, Semaphore mutex) {
this.consumers = consumers;
this.buffer = buffer;
this.reads = reads;
b=bb;
this.mutex = mutex;
}

@Override
public void run() {
for (int i = 0; i <b; i++) {
for (int j = 0; j < consumers; j++)
while(reads[i][j].get() == 0)
Thread.onSpinWait();

int rand = (int)(Math.random() * 10);
System.out.println("Producer produced element: " + rand );
mutex.acquireUninterruptibly();
buffer[i].set(rand);
mutex.release();

mutex.acquireUninterruptibly();
for (int j2 = 0; j2 < consumers; j2++)
reads[i][j2].set(0);

mutex.release();
}
}

}
</syntaxhighlight>

==== <code>Consumer.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">

package rs.ac.bg.etf.kdp.lab12024G1;

import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Consumer extends Thread {

private int id;
private AtomicInteger[][] reads;
private AtomicInteger[] buffer;
private Semaphore mutex;
private int b;

public Consumer(AtomicInteger[] buff, AtomicInteger[][] r, int bb,Semaphore mutex, int i) {
buffer = buff;
reads=r;
id=i;
this.mutex = mutex;
b=bb;
}

@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < b; i++) {
while(reads[i][id].get() == 1)
Thread.onSpinWait();
mutex.acquireUninterruptibly();
int elem = buffer[i].get();
System.out.println("Consumer "+id+" consumed element "+elem +"from place "+i);
reads[i][id].set(1);
mutex.release();

try {
sleep((int)(Math.random()*2000));
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}

}
}

}
</syntaxhighlight>

== Решење за H2O ==

==== <code>Test.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package H20;

import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Test {
public static void main(String[] args) {
int cnt = 10;

Barrier barrier = new Barrier(new CyclicBarrier(3));

Hydrogen[] h = new Hydrogen[cnt*2];
Oxygen[] o = new Oxygen[cnt];

for(int i = 0; i < cnt; i++) {
o[i] = new Oxygen(barrier);
h[2*i] = new Hydrogen(barrier);
h[2*i + 1] = new Hydrogen(barrier);

o[i].start();
h[2*i].start();
h[2*i+1].start();
}

}
}
</syntaxhighlight>
==== <code>Oxygen.java</code> ====
<syntaxhighlight lang="java">
package H20;

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.Semaphore;

public class Oxygen extends Thread {

Barrier barrier;

Oxygen(Barrier b){
barrier = b;
}

@Override
public void run() {
while(true) {
try {
Thread.sleep((int)(Math.random() * 4000));
} catch (InterruptedException e) {}

barrier.oxygen.acquireUninterruptibly();

barrier.oCount++;

try {
System.out.println("Kiseonik pristigao na barijeru");

if(barrier.barrier.await() == 0) {
System.out.println("\nFORMIRANJE VODE!\n");

barrier.hCount = 0;
barrier.oCount = 1;

barrier.hydrogen.release(2);
barrier.oxygen.release(1);
}

} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}

}
}

}

</syntaxhighlight>

==== <code>Hydrogen.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package H20;

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.Semaphore;

public class Hydrogen extends Thread {

Barrier barrier;

Hydrogen(Barrier b){
barrier = b;
}

@Override
public void run() {
while(true) {
try {
Thread.sleep((int)(Math.random() * 4000));
} catch (InterruptedException e) {}

barrier.hydrogen.acquireUninterruptibly();

barrier.hCount++;

try {
System.out.println("Vodonik pristigao na barijeru");

if(barrier.barrier.await() == 0) {
System.out.println("\nFORMIRANJE VODE!\n");
barrier.hCount = 0;
barrier.oCount = 1;

barrier.hydrogen.release(2);
barrier.oxygen.release(1);
}

} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}

}
}
}

</syntaxhighlight>

==== <code>Barrier.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package H20;

import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.Semaphore;

public class Barrier {
CyclicBarrier barrier;
Semaphore hydrogen, oxygen;
int hCount, oCount;

Barrier(CyclicBarrier cb){
barrier = cb;
hCount = 0;
oCount = 0;
hydrogen = new Semaphore(2);
oxygen = new Semaphore(1);
}

}
</syntaxhighlight>

== Решење за Dining Philosophers ==

==== <code>Test.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package rs.ac.bg.etf.kdp.lab12024G3;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Test {

public static final int N = 5;

public static void main(String[] args) {

Philosopher[] philosophers = new Philosopher[N];
AtomicInteger[] forks = new AtomicInteger[N];

for (int i = 0; i < forks.length; i++)
forks[i] = new AtomicInteger(1);

Table table = new Table();

for (int i = 0; i < N; i++) {
philosophers[i] = new Philosopher(forks, i, N, table);
philosophers[i].start();
}

}

}

</syntaxhighlight>
==== <code>Table.java</code> ====
<syntaxhighlight lang="java">
package rs.ac.bg.etf.kdp.lab12024G3;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Table {

AtomicInteger ticket;
int next;

public Table() {
ticket = new AtomicInteger(0);
next = 0;
}

}

</syntaxhighlight>

==== <code>Philosopher.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package rs.ac.bg.etf.kdp.lab12024G3;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Philosopher extends Thread {

AtomicInteger[] forks;
int id,left,right,N,myTicket;
Table t;

public Philosopher(AtomicInteger[] forks, int id, int n,Table table) {
this.forks = forks;
this.id = id;
N = n;
left = id;
right = (id+1)%n;
t = table;
}

@Override
public void run() {
while(true) {
int choice = (int)(Math.random() * 2);

switch (choice) {
case 0: {
eat();
break;
}
case 1:{
think();
break;
}
default:
throw new IllegalArgumentException("Unexpected value: " + choice);
}
}
}

public void think() {
System.out.println("Philosopher "+id+" thinking");
try {
sleep((int)(Math.random() * 3000));
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}

public void eat() {
myTicket = t.ticket.getAndIncrement();
synchronized (forks) {

System.out.println("Philosopher "+id+" wants to eat");

while(forks[left].intValue() == 0 || forks[right].intValue() == 0 || myTicket != t.next)
try {
forks.wait();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
System.out.println("Philosopher "+id+" started eating");
t.next++;
forks[left].set(0);
forks[right].set(0);

}

try {
sleep((int)(Math.random() * 2000));
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}

synchronized (forks) {

System.out.println("Philosopher "+id+" finished eating");
forks[left].set(1);
forks[right].set(1);
forks.notifyAll();
}
}
}

</syntaxhighlight>

== Решење за Child Care ==
== Решење за Dining Philosophers ==

==== <code>Test.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package ChildCare;

public class Test {
public static void main(String[] args) {
Kindergarten k = new Kindergarten(12);
k.startProgram(4, 3);
}
}

</syntaxhighlight>
==== <code>Kindergarten.java</code> ====
<syntaxhighlight lang="java">
package ChildCare;

import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;

public class Kindergarten {
int childrenInside = 0;
int teachersInside = 0;
int capacity;
public ConcurrentLinkedQueue<Integer> parentQueue;
public ConcurrentLinkedQueue<Integer> teacherQueue;
public Kindergarten(int capacity) {
parentQueue = new ConcurrentLinkedQueue<Integer>();
teacherQueue = new ConcurrentLinkedQueue<Integer>();
this.capacity = capacity;
}
public static boolean ruleFollowed(int teachers, int children, int capacity ) {
if(teachers == 0 || children > capacity) return false;
return teachers >= Math.ceil(children / 3.0);
}
public void startProgram(int teachersUsed, int parentsUsed) {
Teacher[] teachers = new Teacher[teachersUsed];
Parent[] parents = new Parent[parentsUsed];
for(int i = 0; i < teachersUsed; i++) {
teachers[i] = new Teacher(i, this);
teachers[i].start();
}
for(int i = 0; i < parentsUsed; i++) {
parents[i] = new Parent(i, this);
parents[i].start();
}

}
}

</syntaxhighlight>

==== <code>Teacher.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package ChildCare;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;

public class Teacher extends Thread {
Kindergarten k;
int id;

public Teacher(int id, Kindergarten k) {
this.k = k;
this.id = id;
}
public void run() {
while(true) {
try {
Thread.sleep(new Random().nextInt(5000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized(k) {
k.teachersInside++;
System.out.println("Teacher " + id + " came to work.");
k.notifyAll();
}
try {
Thread.sleep(new Random().nextInt(5000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}

synchronized(k) {
k.teacherQueue.add(id);
System.out.println("Teacher " + id + " wishes to leave work.");
while(!(k.teacherQueue.element() == id && Kindergarten.ruleFollowed(k.teachersInside - 1, k.childrenInside, k.capacity))) {
try {
k.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("Teacher " + id + " has left work.");
k.teachersInside--;
k.teacherQueue.remove();
k.notifyAll();
}
}
}
}

</syntaxhighlight>

==== <code>Teacher.java</code> ====

<syntaxhighlight lang="java">
package ChildCare;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;

public class Parent extends Thread {

boolean interacted = false;
Kindergarten k;
int id;
public Parent(int id, Kindergarten k) {
this.k = k;
this.id = id;
}
public void run() {

while(true) {
try {
Thread.sleep(new Random().nextInt(5000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
int childrenBrought = 1 + new Random().nextInt(4);
System.out.println("Parent " + id + " brought " + childrenBrought + " children.");
interacted = false;

synchronized(k) {
k.parentQueue.add(id);
while(!(k.parentQueue.peek() == id && Kindergarten.ruleFollowed(k.teachersInside, k.childrenInside + childrenBrought, k.capacity))) {
try {
k.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
k.parentQueue.remove();
k.childrenInside += childrenBrought;
System.out.println("Parent " + id + " left his " + childrenBrought + " children.");
k.notifyAll();
}
while(childrenBrought > 0) {
try {
Thread.sleep(new Random().nextInt(5000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
int childrenToPickUp = 1 + (1 + new Random().nextInt(4)) % childrenBrought;
synchronized(k) {
k.childrenInside -= childrenToPickUp;
System.out.println("Parent " + id + " took home his " + childrenToPickUp + "/" + childrenBrought + " children.");
k.notifyAll();
}
childrenBrought -= childrenToPickUp;
}

}
}
}

</syntaxhighlight>

[[Категорија:КДП]]
[[Категорија:Лабораторијске вежбе]]