Bab
3
Proses
Proses
POKOK BAHASAN:
·
Konsep Proses
·
Penjadwalan Proses
·
Operasi pada Proses
·
Kerjasama antar Proses
·
Komunikasi antar Proses
·
Thread
TUJUAN BELAJAR:
Setelah mempelajari materi dalam bab ini, mahasiswa
diharapkan mampu:
·
Memahami tentang konsep pada proses dan
penjadwalan proses
·
Memahami operasi pembuatan dan
penghapusan proses
·
Memahami kerjasana dan komunikasi antar
proses.
·
Memahami konsep multi thread, model
multi thread dan contoh implementasi
thread
3.1 KONSEP
PROSES
Sistem operasi mengeksekusi berbagai jenis
program. Pada sistem batch
program tersebut biasanya disebut dengan job, sedangkan pada sistem time sharing,
program disebut dengan program user atau task.
Beberapa buku teks menggunakan
istilah job atau proses.
Proses adalah program yang sedang dieksekusi. Eksekusi proses dilakukan
secara berurutan.
Dalam suatu proses terdapat program counter, stack dan daerah data.
3.1.1 Status
Proses
Meskipun tiap-tiap proses terdiri dari suatu
kesatuan yang terpisah namun
adakalanya proses-proses tersebut butuh untuk saling
berinteraksi. Satu proses bisa
dibangkitkan dari output proses lainnya sebagai
input.
Pada saat
proses dieksekusi, akan terjadi perubahan status. Status proses
didefiniskan sebagai bagian dari aktivitas proses yang sedang berlangsung saat itu.
Gambar 3-1 menunjukkan diagram status proses. Status proses terdiri dari :
a. New:
proses sedang dibuat.
b. Running:
proses sedang dieksekusi.
c. Waiting:
proses sedang menunggu beberapa event
yang akan terjadi (seperti
menunggu untuk menyelesaikan I/O atau menerima
sinyal).
d. Ready:
proses menunggu jatah waktu dari CPU untuk diproses.
e.
Terminated: proses telah selesai dieksekusi.
3.1.2 Process
Control Block (PCB)
Masing-masing proses direpresentasikan oleh Sistem
Operasi dengan
menggunakan Process Control Block (PCB), seperti
yang terlihat pada Gambar 3-2.
Gambar 3-1:
Perubahan status proses
Informasi yang terdapat pada setiap proses meliputi
:
a. Status Proses. New, ready, running, waiting dan terminated.
b. Program
Counter. Menunjukkan alamat berikutnya yang akan dieksekusi oleh
proses tersebut.
c. CPU
Registers. Register bervariasi tipe dan jumlahnya tergantung arsitektur
komputer yang bersangkutan. Register-register tersebut terdiri-atas: accumulator,
index register, stack pointer, dan register
serbaguna dan beberapa informasi tentang
kode kondisi.
Selama
Program Counter berjalan, status informasi harus disimpan pada saat terjadi
interrupt. Gambar 3-3 menunjukkan switching proses dari satu proses ke proses
berikutnya.
d. Informasi
Penjadwalan CPU. Informasi tersebut berisi
prioritas dari suatu proses,
pointer ke antrian penjadwalan, dan beberapa
parameter penjadwalan yang lainnya.
e. Informasi Manajemen Memori. Informasi tersebut
berisi nilai (basis) dan limit
register, page table, atau segment table tergantung
pada sistem memory yang
digunakan oleh SO.
f. Informasi Accounting. Informasi tersebut berisi
jumlah CPU dan real time yang
digunakan, time limits, account numbers, jumlah job
atau proses, dll.
Gambar 3-2:
Process Control Block
g. Informasi Status I/O. Informasi tersebut berisi
deretan I/O device (seperti tape
driver) yang dialokasikan untuk proses tersebut,
deretan file yang dibuka, dll.
3.2 PENJADWALAN PROSES
3.2.1 Antrian
Penjadwalan
Penjadwalan direpresentasikan dalam bentuk antrian
yang disimpan sebagai
linkedlist dan berisi pointer awal dan akhir
PCB. Tiap-tiap PCB memiliki suatu
pointer
field yang menunjuk ke proses berikutnya. Jenis-jenis antrian penjadwalan adalah
sebagai berikut :
• Job
Queue. Semua proses yang masuk pada
suatu sistem akan diletakkan ke dalam
job queue.
Gambar 3-3:
Perpindahan CPU dari satu proses ke proses lain
• Ready
Queue. Sedangkan proses-proses yang ada
di memori utama dan menunggu
untuk dieksekusi diletakkan pada suatu list yang
disebut dengan ready queue. Pada
antrian ini berisi
• Device
Queue. Deretan proses yang sedang
menunggu peralatan I/O tertentu disebut
dengan device queue.
Setiap proses dapat berpindah dari satu antrian ke
antrian lain. Gambar 3-4
menunjukkan contoh
ready queue dan device
queue. Representasi dari penjadwalan
proses dapat dilihat pada Gambar 3-5.
Gambar 3-4:
Ready queue dan device queue
3.2.2
Penjadwal (Scheduler)
Terdapat dua bentuk penjadwal, yaitu:
a.
Longterm-Scheduler (job
scheduler), menyeleksi proses-proses mana yang harus
dibawa ke ready queue.
b. Short-term
Scheduler (CPU scheduler), memilih
proses-proses yang siap untuk
dieksekusi, dan mengakolakasikan CPU ke salah satu
dari proses-proses tersebut.
Selain kedua jenis penjadwal diatas terdapat satu
jenis penjadwal yang disebut
dengan medium-term scheduler. Gambar 3-5 merupakan medium-term scheduler.
Gambar 3-4:
representasi penjadwalan proses
Gambar 3-5: medium-term scheduler
Short-term scheduler
terjadi sangat sering (dalam milidetik), jadi setiap proses
dijadwal dengan cepat, sedangkan long-term scheduler terjadi sangat jarang (dalam
detik atau menit), sehingga setiap proses dijadwal
dengan lambat. Long-term scheduler
digunakan untuk mengontrol tingkat multiprogramming.
Secara umum, proses dapat digambarkan sebagai :
• I/O bound
process, yaitu proses-proses yang membutuhkan lebih banyak waktu
untuk menjalankan I/O daripada melakukan komputasi,
sehingga CPU burst yang
dibutuhkan lebih singkat.
• CPU bound
process, yaitu proses-proses yang membutuhkan lebih banyak waktu
untuk melakukan komputasi daripada menjalankan I/O
sehingga CPU burst yang
dibutuhkan lebih lama.
3.2.3 Context
Switch
Ketika CPU berpindah dari proses satu ke proses
lainnya, sistem harus
menyimpan status dari proses yang lama dan membuka state proses baru yang sudah
disimpan.
Contex switch adalah proses penyimpanan status proses dan mengambil
status proses yang baru pada saat terjadi switching.
Pada saat terjadi perpindahan
proses,
sistem tidak bekerja. Waktu context switch tergantung pada perangkat
keras
yang digunakan.
3.3 OPERASI PADA PROSES
Terdapat dua operasi pada proses, yaitu pembuatan
proses (process creation)
dan penghentian
proses (process deletion).
3.3.1 Pembuatan Proses
Ada beberapa aktifitas berkenaan dengan pembuatan
proses, antara lain :
a. Memberi identitas (nama) pada proses yang dibuat;
b. Menyisipkan proses pada list proses atau tabel
proses;
c. Menentukan prioritas awal proses;
d. Membuat PCB;
e. Mengalokasikan resource awal bagi proses
tersebut.
Ada beberapa kejadian yang menyebabkan pembuatan
suatu proses baru, antara
lain:
a. Pada lingkungan batch sebagai tambahan atas
pemberian job. Setelah menciptakan
proses baru, sistem operasi melanjutkan untuk
membaca job selanjutnya.
b. Pada ingkungan interaktif, pada saat user baru
saja logam;
c. Sebagai tanggapan atas suatu aplikasi (seperti:
mencetak file, sistem operasi dapat
menciptakan proses yang akan mengelola pencetakan
itu);
d. Proses menciptakan proses lain (child).
Selama
eksekusi, suatu proses mungkin akan membuat suatu proses yang baru.
Proses tersebut dinamakan parent, sedangkan proses
yang dibuat dinamakan child.
Proses pembuatan proses anak membentuk pohon proses.
Pembagian sumber daya :
• Parent dan
child membagi semua sumber daya yang ada
• Child
menggunakan sebagian dari sumber daya yang digunakan parent
• Parent dan
child tidak membagi sumber daya
Bentuk eksekusi :
• Parent
melanjutkan eksekusi beriringan dengan children.
• Parent
menunggu hingga beberapa atau seluruh children selesai.
Bentuk ruang alamat :
• Child
adalah duplikat dari proses parent.
• Child
mempunyai program yang diambil dari dirinya.
Pada UNIX, parent akan membentuk child dengan
menggunakan system call
fork. Setelah pemanggilan fork, parent kembali berjalan secara pararel
dengan child.
Demikian pula, child dapat memanggil fork untuk membentuk child lainnya. Sistem
call exec digunakan setelah system call fork
mengganti alamat memori proses dengan
program baru.
Lain halnya dengan DOS, pada MS-DOS, system call akan memanggil
binary file tertentu yang ada pada memori dan
mengeksekusinya sebagai child. Parent
akan running kembali setelah child selesai eksekusi.
Dengan demikian parent dan child
tidak dapat berjalan secara pararel. Bentuk pohon proses pada UNIX dapat dilihat
pada
Gambar 3-6.
3.3.2
Penghentian Proses
Suatu proses berhenti jika telah menyelesaikan
pernyataan terakhir, dan
meminta pada sistem operasi untuk menghapusnya
dengan menggunakan system call
exit. Proses mengembalikan semua data (output) ke
parent proses melalui system call
wait. Kemudian proses dihapus dari list atau tabel
sistem, dilanjutkan dengan
menghapus PCB.
Penghapusan
proses ini akan menjadi sangat kompleks jika ternyata proses yang
akan dihentikan tersebut membuat proses-proses yang
lain. Pada beberapa sistem,
proses-proses anak akan dihentikan secara otomatis jika proses induknya berhenti.
Namun, ada beberapa sistem yang menganggap bahwa
proses anak ini terpisah dengan
induknya, sehingga proses anak tidak ikut dihentikan
secara otomatis pada saat proses
induk dihentikan.
Gambar 3-6: Bentuk pohon proses pada UNIX
Parent dapat menghentikan eksekusi proses child
dengan menggunakan system
call abort.
Proses anak dihentikan parent karena beberapa alasan, antara lain :
• Child
mengalokasikan sumber daya melampaui batas
• Tugas child
tidak dibutuhkan lebih lanjut
• Parent
berhenti, karena system operasi tidak mengijinkan child untuk melanjutkan
jika parent berhenti dan terminasi dilanjutkan.
3.4 PROSES YANG SALING BEKERJA SAMA (COOPERATING
PROCESS)
Proses-proses yang dieksekusi oleh sistem operasi
mungkin berupa proses-
proses yang terpisah (independence) atau
proses-proses yang saling bekerja sama
(cooperate). Proses yang terpisah adalah proses yang
tidak berakibat atau diakibatkan
oleh eksekusi dari proses lain. Sedangkan proses yang saling bekerja sama
adalah
proses yang dapat berakibat atau diakibatkan oleh
eksekusi dari proses lain. Contoh :
P0 menunggu
printer
P1 menunggu disk drive
Apabila proses terpisah, meskipun P1 ada dibelakang P0, namun jika disk drive
nganggur, P1
bisa dieksekusi terlebih dahulu.
Sebaliknya jika proses tersebut saling
bekerjasama maka eksekusi pada suatu proses akan
sangat berpengaruh pada proses
yang lain, karena mereka saling berbagi data. Contoh :
P1: ...,
..., ..., ..., P2, ...
P2: ...,
..., ..., ..., ..., ...
Misalkan P1 adalah program dalam MS-Word dan P2
adalah program Paintbrush. MS-
Word memanggil
Paintbrush. Hal ini akan membutuhkan waktu penyimpanan yang
cukup besar. Sehingga perlu swapping
(memindahkan data yang tidak segera dipakai
dari memori utama ke memori sekunder.
Keuntungan proses yang saling bekerja sama adalah
terjadi pembagian
informasi, meningkatkan kecepatan komputasi, proses
dapat dibagi dalam modul-modul
dan lebih memberikan kenyamanan pada programmer.
Untuk mengillustrasikan proses-proses yang saling
bekerjasama ini digunakan
producer-consumer problem. Producer adalah suatu
proses yang menghasilkan
informasi yang akan dikonsumsi oleh consumer.
Sebagai contoh: program untuk
mencetak menghasilkan karakter-karakter yang akan
dikonsumsi oleh printer driver;
compiler
menghasilkan kode assembly yang akan dikonsumsi oleh assembler;
assembler menghasilkan objek modul yang akan
dikonsumsi oleh leader. Kerja
producer dan
consumer ini harus disinkronisasikan sehingga consumer tidak akan
meminta item yang belum diproduksi oleh
producer. Unbounded-buffer producer-
consumer problem tidak menggunakan batasan ukuran di
buffer. Consumer dapat selalu
meminta item baru, dan producer dapat selalu menghasilkan item-item
baru.
Permasalahan terjadi pada bounded-buffer producer-consumer dimana
buffer yang
digunakan mempunyai ukuran tertentu. Consumer harus
menunggu jika buffer kosong,
dan producer harus menunggu jika buffer penuh.
Penyelesaian permasalahan bounded-
buffer producer-consumer dengan solusi shared memory
menggunakan data shared
berikut :
#define
BUFFER_SIZE 10
Typedef
struct {
. . .
} item;
item
buffer[BUFFER_SIZE];
int in = 0;
int out = 0;
Proses producer :
item
nextProduced;
while (1) {
while (((in
+ 1) % BUFFER_SIZE) == out)
; /* do
nothing */
buffer[in] =
nextProduced;
in = (in +
1) % BUFFER_SIZE;
}
Proses consumer :
item
nextConsumed;
while (1) {
while (in ==
out)
; /* do
nothing */
nextConsumed
= buffer[out];
out = (out +
1) % BUFFER_SIZE;
}
Variabel in dan out diinisialisasikan dengan nilai
nol. Buffer yang digunakan secara
bersama-sama diimplementasikan sebagai larik
sirkular dengan 2 pointer logika: in dan
out. Variabel in menunjukkan posisi kosong
berikutnya pada buffer; out
menunjukkan posisi penuh pertama pada buffer. Buffer
kosong jika in == out dan
buffer penuh jika in = (in + 1) % BUFFER_SIZE =
out.
3.5 KOMUNIKASI ANTAR PROSES (INTERPROCESS
COMMUNICATION)
Komunikasi antar proses adalah mekanisme
proses-proses untuk berkomunikasi
dan melakukan sinkronisasi aksinya. Komunikasi dilakukan dengan sistem pesan,
dimana proses berkomunikasi dengan proses lain tanpa
menggunakan variabel yang di-
share.
Fasilitas interprocess communication (IPC) terdiri dari dua operasi :
send(pesan)
dimana ukuran pesan bisa tetap atau berbeda-beda
receive(pesan)
Apabila proses
P dan proses Q akan melakukan komunikasi, maka kedua proses ini
memerlukan :
• Tersedia
saluran komunikasi antara kedua proses tersebut.
• Menukar
pesan menggunakan send atau receive
Sedangkan implementasi saluran komunikasi dalam
bentuk :
• Fisik ,
misalnya shared memory, hardware bus
• Logika,
misalnya properti logika
Implementasi saluran komunikasi harus dapat menjawab
pertanyaan berikut :
• Berapa
sambungan yang tersedia ?
• Dapatkan
sambungan dihubungkan dengan lebih dari dua proses ?
• Berapa
banyak sambungan yang terdapat diantara setiap pasangan proses yang
berkomunikasi ?
• Bagaimana
kapasitas sambungan ?
• Apakah
ukuran pesan pada sambungan tetap atau berbeda ?
• Apakah
sambungan berupa unidirectional atau bidirectional ?
Terdapat dua bentuk komunikasi antar proses yaitu
komunikasi langsung (direct
communication) dan komunikasi tak langsung (indirect
communication).
3.5.1
Komunikasi Langsung
Bentuk komunikasi langsung adalah proses melakukan
komunikasi langsung ke
proses lain.
Pada komunikasi langsung, harus disebutkan nama proses secara eksplisit.
send(P,pesan); mengirim pesan ke proses P.
receive(Q,pesan); menerima pesan dari proses Q.
Properti yang harus terdapat pada saluran komunikasi
terdiri dari :
a. Terdapat
sambungan yang dapat bekerja secara otomatis antara tiap pasangan proses
yang ingin berkomunikasi.
b. Sambungan tersebut menghubungkan tepat satu
pasangan proses yang akan
berkomunikasi.
c. Antar tiap-tiap pasangan proses terdapat tepat
satu saluran.
d. Sambungan tersebut mungkin bersifat
unidirectional, namun biasanya bidirectional.
3.5.2
Komunikasi Tak Langsung
Pada komunikasi tak langsung pengiriman atau
penerimaan pesan dilakukan
melalui
mailbox (port). Mailbox adalah suatu objek yang mana pesan-pesan
ditempatkan oleh proses atau dapat dihapus.
Tiap-tiap mailbox memiliki identitas unik.
Dua buah proses dapat saling berkomunikasi hanya
jika mereka saling menggunakan
mailbox secara bersama-sama.
Properti yang harus disediakan pada saluran
komunikasi adalah :
a. Sambungan antara 2 proses diberikan jika antara
kedua proses tersebut saling
menggunakan mailbox secara bersama-sama.
b. Sambungan tersebut dihubungkan dengan beberapa
proses.
c. Antar tiap-tiap pasangan proses yang saling
berkomunikasi, ada sejumlah
sambungan yang berbeda, tiap-tiap link berhubungan
dengan satu mailbox.
d. Sambungan tersebut mungkin bersifat
unidirectional, namun biasanya bidirectional.
Operasi yang terdapat pada system mailbox adalah
membuat mailbox baru,
mengirim dan menerima pesan melalui mailbox dan
menghapus mailbox. Primitif yang
terdapat pada komunikasi tak langsung adalah :
send(A,pesan); mengirim pesan ke mailbox A.
receive(A,pesan); menerima pesan dari mailbox A.
Perhatikan contoh berikut ini. P1, P2 dan P3 menggunakan mailbox A bersama-
sama. P1
mengirim pesan sedangkan P2 dan P3 menjalankan operasi receive. Proses
mana yang mendapatkan pesan. Solusi untuk permasalahan ini dapat
menggunaikan
salah satu cara di bawah ini :
• Mengijinkan
satu sambungan dihubungkan dengan paling banyak dua proses.
• Mengijinkan
hanya satu proses pada satu waktu mengeksekusi operasi receive.
• Mengijinkan
sistem untuk memilih penerima tertentu.
Proses pengirim
diberitahukan proses mana yang menerima.
Sambungan mempunyai beberapa kapasitas yang
menentukan jumlah pesan
yang dapat ditampung sementara. Bentuknya berupa antrian pesan yang
dilewatkan ke
sambungan.
Terdapat tiga cara implementasi antrian pesan tersebut yaitu :
a. Zero Capacity:
Antrian memiliki panjang maksimum nol, sehingga tidak ada pesan
yang menunggu di link. Pada kasus ini, pengirim
pesan harus menunggu penerima
pesan menerima pesan yang disampaikan sebelum ia
mengirim pesan lagi. Kedua
proses ini harus berjalan secara sinkron.
Sinkronisasi ini sering disebut dengan
istilah rendezvous.
2. Bounded
Capacity. Antrian memiliki panjang tertentu (n), sehingga ada paling
banyak n
pesan yang menunggu di link. Jika antrian tidak dalam keadaan penuh,
maka jika ada pesan baru dapat menempati antrian
yang paling akhir, sehingga
pengirim tidak perlu menunggu lagi untuk melanjutkan
eksekusi. Jika antrian dalam
keadaan penuh, maka pengirim harus menunggu sampai
ada tempat kosong.
3. Unbounded
Capacity. Antrian memiliki panjang yang tidak tertentu, sehingga ada
sejumlah pesan yang dapat menunggu di link.
Pengiriman tidak pernah menunda
pekerjaan.
Contoh komunikasi antar proses adalah pada system
client server. Komunikasi
client server menggunakan berbagai bentuk antara
lain socket, remote procedure call
(RPC) dan remote method invocation (RMI).
Sebuah socket didefinisikan sebagai endpoint for communication. Socket
didefinisikan dengan gabungan antara alamat IP dan
port, misalnya socket
161.25.19.8:1625
mengacu ke port 1625 pada
host 161.25.19.8. Komunikasi yang
dilakukan terdiri dari sebuah pasangan socket
(Gambar 3-7).
Gambar 3-7: Komunikasi dengan socket
Gambar 3-8: Komunikasi dengan RPC
Remote procedure call (RPC) merupakan prosedur
pemanggilan abstrak antar
proses-proses pada system jaringan. Pada RPC terdapat stub yaitu proxy pada sisi
client untuk prosedur aktual ke server. Stub pada sisi client menghubungi server dan
melewatkan parameter, kemudian stub pada sisi server
menerima pesan tersebut,
menerima parameter dan membentuk prosedur untuk
proses server (Gambar 3-8).
Pada bahasa pemrograman Java terdapat remote method
invocation (RMI) yang
merupakan mekanisme untuk berkomunikasi pada
jaringan yang mempunyai bentuk
yang sejenis dengan RPC. RMI memungkinkan program Java pada satu mesin
mengirim dan menerima method dari obyek secara
remote (Gambar 3-9).
3.6 THREAD
Suatu proses didefinisikan oleh resource yang
digunakan dan lokasi yang akan
dieksekusi. Namun adakalanya proses-proses akan
menggunakan resource secara
bersama-sama. Suatu unit dasar dari CPU utilization
yang berisi program counter,
kumpulan register, dan ruang stack disebut
dengan thread atau lighweight process
(LWP). Thread akan bekerjasama dengan thread yang lainnya dalam hal penggunaan
bagian kode, bagian data, dan resource sistem operasi, seperti open file
dan sinyal
secara kolektif yang sering disebut dengan
task.
Apabila dilakukan perbandingaan antara sistem multi thread dengan sistem
multi proses dapat disimak berikut. Pada multi proses, setiap proses secara
terpisah
Gambar 3-9: Komunikasi dengan RMI
melakukan operasi tidak bekerja sama dengan proses lain, setiap proses mempunyai
program counter, stack register dan ruang alamat
sendiri. Organisasi jenis ini berguna
jika job
dibentuk oleh proses-proses yang tidak saling berhubungan. Multi proses
membentuk
task yang sama. Sebagai contoh,
multi proses dapat menyediakan data
untuk mesin secara remote pada implementasi system
file jaringan. Hal ini lebih efisien
apabila satu proses terdiri dari multi thread melayani tugas yang sama. Pada
implementasi multi proses, setiap proses
mengeksekusi kode yang sama tetapi
mempunyai memori dan
resource file sendiri. Satu
proses multi thread menggunakan
resource lebih sedikit daripada multi proses,
termasuk memory, open file dan
penjadwalan CPU.
Seperti halnya proses, thread memiliki status: ready,
blocked, running dan
terminated, dan hanya satu thread yang aktif dalam
satu waktu. Thread dapat membuat
child thread.
Jika satu thread dalam keadaan blocked,
maka thread yang lainnya dapat
dijalankan. Namun, tidak saling bebas, Sebab
semua thread dapat mengakses setiap
alamat dalam satu task, thread
dapat membaca dan menulisi stack dari
thread yang
lainnya. Sehingga tidak ada proteksi antara
satu thread terhadap thread yang lainnya.
Suatu proses dapat terdiri dari satu thread (single
thread) dan beberapa thread (multi
thread) seperti pada Gambar 3-10.
Gambar 3-10:
single thread dan multi thread
Keuntungan sistem
thread adalah pada respon lebih cepat, menggunakan
resource bersama-sama, lebih ekonomis dan
meningkatkan utilitas arsitektur
mikroprosessor.
Thread terdiri dari dua bentuk yaitu user thread dan kernel thread. User thread
adalah thread
yang diatur dengan menggunakan pustaka
user level thread. Contoh
sistem yang menggunakan user thread adalah POSIX Pthreads, Mach
C-threads dan
Solaris threads. Sedangkan
kernel thread adalah thread yang
didukung oleh Kernel.
Contoh sistem yang menggunakan kernel thread adalah Windows 95/98/NT/2000,
Solaris, Tru64 UNIX, BeOS dan Linux.
Model multi thread terdiri dari model Many-to-One,
One-to-One dan Many-to-
Many. Pada
model Many-to-One , beberapa user level thread dipetakan ke satu kernel
thread dan digunakan pada sistem yang tidak
mendukung kernel threads seperti pada
Gambar 3-11.
Pada model One-to-One, setiap
user-level thread dipetakan ke
kernel
thread seperti pada Gambar 3-12, misalnya pada
Windows 95/98/NT/2000 dan OS/2.
Pada model Many-to-Many, user level thread dipetakan ke beberapa kernel threads.
Pada sistem operasi ini akan dibuat sejumlah kernel thread seperti Gambar 3-13,
contohnya Solaris 2 dan Windows NT/2000 dengan
ThreadFiber package.
Gambar 3-11: model Many to One
Contoh sistem operasi yang menggunakan sistem thread adalah Solaris 2.
Solaris 2 mendukung user-level thread dan kernel
thread. Pembuatan dan penjadwalan
user level thread didukung oleh pustaka dan kernel
tidak mempunyai pengetahuan
tentang user level thread. Antara user level thread dan kernel thread
terdapat perantara
yang disebut dengan
lightweight process (LWP). Setiap
task terdapat setidaknya satu
LWP seperti pada Gambar 3-14. Semua operasi pada kernel dieksekusi
oleh kernel
level thread.
Terdapat satu kernel level thread untuk setiap LWP dan terdapat beberapa
kernel level thread yang menjalankan kernel baik
yang dihubungkan maupun tidak
dengan LWP.
Gambar 3-12: model One to One
Gambar 3-13: model Many to Many
Kernel thread mempunyai struktur data yang kecil dan
sebuah stack.
Perpindahan antar
kernel thread tidak mengubah informasi akses memori sehingga
relatif cepat.
LWP berisi process control block dengan register data, informasi
akutansi
dan informasi memori. Perpindahan antar LWP membutuhkan tambahan
pekerjaan dan
relatif lambat.
User level thread hanya memerlukan sebuah stack dan sebuah program
counter, tanpa
resource dari kernel. Kernel
tidak dilibatkan dalam penjadwalan user
level thread, sehingga perpindahan antar user level thread sangat cepat. Terdapat
ratusan user
level thread, tetapi semua kernel yang terlihat dalam bentuk LWP yang
mendukung user-level thread. Proses thread pada Solaris 2 dapat dilihat
pada Gambar
3-15.
Gambar 3-14: Thread pada Solaris 2
Gambar 3-15: Proses Solaris 2
Thread pada Windows 2000 mengimplementasikan
pemetaan one-to-one.
Setiap thread terdiri dari thread id, kumpulan register, stack user dan kernel yang
terpisat serta ruang data privat.
Thread pada Linux sering disebut sebagai task daripada
thread. Pembuatan
thread dilakukan dengan menggunakan system call
clone(). Clone() memungkinkan
task anak menggunakan ruang alamat dari task (proses)
parent.
Bahasa pemrograman Java menggunakan Java thread yang dibuat dengan
menggunakan
class Thread dan mengimplementasikan antar muka yang bersifat
runnable (dapat dijalankan). Java thread diatur oleh Java virtual machine
(JVM). Java
thread terdiri dari state new, runnable, blocked dan
dead seperti Gambar 3-16.
LATIHAN SOAL :
1. Sebutkan
state pada proses dan jelaskan diagram proses
2. Apa yang
dimaksud short term scheduler dan long term scheduler ?
3. Jelaskan 4
alasan mengapa proses harus bekerja sama.
4. Tuliskan
kode program untuk penyelesaian permasalahan producer consumer
dengan menggunakan shared memory.
5. Diketahui
skema komunikasi antar proses menggunakan mailbox
a. Proses P
ingin menunggu 2 pesan, satu dari mailbox A dan satu dari mailbox B.
Tunjukkan urutan send dan receive yang dieksekusi
Gambar 3-16: State pada Java Thread
BAB 3 PROSES-PROSES
50
b. Bagaimana
urutan send dan receive yang dieksekusi P jika P ingin menunggu
satu pesan dari mailbox A atau mailbox B (salah satu
atau keduanya)
6. Jelaskah
apa yang dimaksud dengan thread dan struktur dari thread.
7. Jelaskan
empat keuntungan menggunakan threads pada multiple process.
8. Apakah
perbedaan antara user-level thread dan kernel-supported threads ?
9. Ada 3
model multithreading, jelaskan.
10. Jelaskan state pada Java thread.
0 comments:
Posting Komentar