Monitor
Monitor adalah suatu tipe data abstrak yang dapat mengatur aktivitas serta penggunaan
resource oleh beberapa
thread. Ide monitor pertama kali diperkenalkan oleh C.A.R Hoare dan Per Brinch-Hansen pada awal 1970-an.
Monitor terdiri atas data-data
private dengan fungsi-fungsi
public yang dapat mengakses data-data tersebut.
Method-method dalam suatu monitor sudah dirancang sedemikian rupa agar hanya ada satu buah
method yang dapat bekerja pada suatu saat. Hal ini bertujuan untuk menjaga agar semua operasi dalam monitor bersifat
mutual exclusion.
Monitor dapat dianalogikan sebagai sebuah bangunan dengan tiga buah ruangan yaitu satu buah ruangan kontrol, satu buah ruang-tunggu-masuk, satu buah ruang-tunggu-dalam. Ketika suatu
thread memasuki monitor, ia memasuki ruang-tunggu-masuk (
enter). Ketika gilirannya tiba,
thread memasuki ruang kontrol (
acquire), di sini
thread menyelesaikan tugasnya dengan
shared resource yang berada di ruang kontrol (
owning). Jika tugas
thread tersebut belum selesai tetapi alokasi waktu untuknya sudah habis atau
thread tersebut menunggu pekerjaan
thread lain selesai,
thread melepaskan kendali atas monitor (
release) dan dipindahkan ke ruang-tunggu-dalam (
waiting queue). Ketika gilirannya tiba kembali,
thread memasuki ruang kontrol lagi (
acquire). Jika tugasnya selesai, ia keluar dari monitor (
release and exit).
Karena masalah sinkronisasi begitu rumit dan beragam, monitor menyediakan tipe data
condition untuk
programmer yang ingin menerapkan sinkronisasi yang sesuai untuk masalah yang dihadapinya.
Condition memiliki operasi-operasi:
-
Wait, sesuai namanya thread yang memanggil fungsi ini akan dihentikan kerjanya.
-
Signal, jika suatu thread memanggil fungsi ini, satu (dari beberapa) thread yang sedang menunggu akan dibangunkan untuk bekerja kembali. Operasi ini hanya membangunkan tepat satu buah thread yang sedang menunggu. Jika tidak ada thread yang sedang menunggu, tidak akan terjadi apa-apa (bedakan dengan operasi buka pada semafor).
Ilustrasi monitor dengan
condition variable:
Bayangkan jika pada suatu saat sebuah
thread A memanggil fungsi
signal pada
condition x (
x.signal()) dan ada sebuah
thread B yang sedang menunggu operasi tersebut (B telah memanggil fungsi
x.wait() sebelumnya), ada dua kemungkinan keadaan
thread A dan B setelah A mengeksekusi
x.signal():
-
Signal-and-Wait, A menunggu sampai B keluar dari monitor atau menunggu condition lain yang dapat mengaktifkannya.
-
Signal-and-Continue, B menunggu sampai A keluar dari monitor atau menunggu condition lain yang dapat mengakifkannya.
Monitor dikembangkan karena penggunaan semafor yang kurang praktis. Hal itu disebabkan kesalahan pada penggunaan semafor tidak dapat dideteksi oleh
compiler. Keuntungan memakai monitor:
- Kompilator pada bahasa pemrograman yang telah mengimplementasikan monitor akan memastikan bahwa resource yang dapat diakses oleh beberapa thread dilindungi oleh monitor, sehingga prinsip mutual exclusion tetap terjaga.
- Kompilator bisa memeriksa kemungkinan adanya deadlock.
