Locks

Los locks sirven para realizar exclusión mutua entre procesos. Nos permite que los procesos entren a la sección crítica uno a la vez.

Se implementan mediante variables del tipo lock, que contienen el estado del mismo. Estos tienen dos métodos principales:

• Método lock(): El proceso se bloquea hasta obtener el lock.
• Método unlock(): El proceso libera el lock que tomó previamente.

Para la implementación, se necesita soporte tanto del hardware como del sistema operativo.

Locks en UNIX

En UNIX, los locks son un mecanismo de sincronización de acceso a un archivo. También se pueden utilizar para sincronizar el acceso a cualquier otro recurso.

Son advisory, esto quiere decir que los procesos pueden ignorarlos.

Existen dos tipos de locks:

• Shared locks: Son locks de lectura. Más de un proceso puede tener el lock. Para tomar este tipo de lock, el proceso debe esperar hasta que sean liberados todos los exclusive locks.
• Exclusive locks: Son locks de escritura. Solo un proceso a la vez puede tener el lock. Para tomar este tipo de lock, el proceso debe esperar hasta que sean liberados todos los locks.

Utilización

Para aplicar un lock a partir de un archivo abierto, tenemos tres opciones:

• Mediante fcntl(): A partir de una estructura flock, podemos definir la región del archivo en la cual establecer el lock.
• Mediante flock().
• Mediante lockf(): Es una interfaz que utiliza por debajo a fcntl(), pero con uso más simple, sin capacidad de especificar la región.

Locks en Rust

Rust provee locks compartidos y locks exclusivos en el tipo de dato RwLock. No se provee una política específica, sino que es dependiente del sistema operativo. Se requiere que el tipo de dato compartido implemente los trait markers Send y Sync.

El método read obtendrá un lock de acceso compartido, mientras que el método write obtendrá un lock de acceso exclusivo. El método try_write trata de obtener el lock, pero no bloquea el hilo de ejecución. Únicamente devuelve éxito o error, dependiendo del caso.

Ambos métodos devolverán una guarda al elemento compartido. Esto quiere decir que el unlock se ejecuta automáticamente cuando la variable se va del scope.

Traits

Un trait marker es aquel que no provee ningún método al implementarlo. Sirven como simples marcadores.

El trait marker Send indica que el ownership del tipo que lo implementa puede ser transferido entre hilos. Casi todos los tipos de datos de Rust lo implementan.

Los tipos de datos compuestos que están formados por tipos que implementan Send, implementan automáticamente Send.

El trait marker Sync indica que es seguro que el tipo de dato sea referenciado desde múltiples hilos. Esto es: si T implementa Sync, entonces &T implementa Send.

Los tipos primitivos implementa Sync, y los tipos compuestos que están formados por tipos de datos que implementan Sync, implementan automáticamente Sync.

Locks Envenenados

Un lock se encuentra envenenado cuando un hilo que lo toma de forma exclusiva realiza ejecuta panic!.

Las posteriores llamadas a read(), y write() sobre el mismo lock devolverán un error.