En esta práctica vamos a implementar un sistema que simula un banco donde se realizan operaciones contra varias cuentas de forma simultánea. Cada thread simula una persona realizando un ingreso en una cuenta. Tanto la cuenta como la cantidad se generan aleatoriamente.
Los accesos al valor depositado en las cuentas forman la sección crítica. Para forzar que los threads coincidan y sea más fácil ver problemas de concurrencia cada thread realizará varios ingresos, y esperará un tiempo entre la consulta del saldo y el incremento.
El programa admite las siguientes opciones:
-
-i n, para controlar el número de iteraciones que cada thread va a hacer, es decir, cuantos ingresos hace. -
-t n, para especificar el número de threads que vamos a crear. -
-a n, para controlar el número de cuentas en el banco. -
-d n, para cambiar el tiempo de espera entre operaciones.
El programa crea las cuentas y las inicializa con saldo 0 . Durante la ejecución imprime las operaciones de ingreso que va realizando cada thread. Al finalizar se muestra el total ingresado por cada thread, y el balance total de cada cuenta. Si los accesos a la sección crítica están protegidos correctamente, la suma de ingresos debería ser igual a la suma de los balances de las cuentas.
$ ./bank -t 3 -i 2 -a 3
creating 3 threads
Thread 1 depositing 7 on account 2
Thread 0 depositing 0 on account 2
Thread 2 depositing 19 on account 2
Thread 0 depositing 7 on account 1
Thread 2 depositing 12 on account 0
Thread 1 depositing 4 on account 1
Net deposits by thread
0: 7
1: 11
2: 31
Total: 49
Account balance
0: 12
1: 11
2: 26
Total: 49
Si tenemos accesos concurrentes sin controlar de forma correcta veremos que los totales no coinciden, y si hacemos la suma de los ingresos realizados en cada cuenta no coincidirán con el saldo final:
$ ./bank -t 3 -i 2 -a 3
creating 3 threads
Thread 0 depositing 11 on account 2
Thread 2 depositing 15 on account 2
Thread 1 depositing 13 on account 0
Thread 0 depositing 3 on account 1
Thread 2 depositing 19 on account 0
Thread 1 depositing 16 on account 1
Net deposits by thread
0: 14
1: 29
2: 34
Total: 77
Account balance
0: 32
1: 16
2: 15
Total: 63
Partiendo de este código se pide:
Añada un mutex por cuenta para controlar el acceso. Estos mutex no deben ser variables globables, sino que deberían estar en la estructura que protegen.
Añada threads a la simulación que hagan una transferencia entre dos cuentas de una cantidad entre 0 y el saldo total de la cuenta origen. Debería haber tantos como threads ingresando, y deberían hacer el mismo número de iteraciones que éstos. Imprima un mensaje cuando la transferencia se realiza.
Tenga en cuenta que en este apartado es necesario bloquear dos mutex para hacer cada transferencia, y que esto puede provocar interbloqueos. Aplique alguna de las técnicas vistas en clase para evitarlo.
Añada threads a la simulación que retiren dinero de una cuenta una única vez. La cantidad a retirar se genera de forma aleatoria, y el thread deberá esperar si el saldo no es suficiente. La espera debe usar una condición, no espera activa. Añada las cantidades retiradas por cada uno de estos threads y el total retirado a la información impresa por el programa.
Tenga en cuenta que la retirada puede no ser posible si el saldo de la cuenta no llega nunca al valor que se quiere retirar. Si ese es el caso, estos threads deberían terminar de forma controlada sin hacer ninguna operación.