Java Temps Reel. par la pratique. 2009/2010

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1 Java Temps Reel par la pratique 2009/2010

2 Plan du Cours Introduction - Motivation pour le temps réel La concurrence : les threads java Le temps réel : RTSJ Ordonnancement Priorité fixe / Priorité Dynamique Entités Ordonnançables Modèle théorique de tâches et Classes RTSJ Paramètres d ordonnancement (SchedulingParameters) Paramètres d activation (ReleaseParameters) / modèles de trafic Analyse de Faisabilité (conditions) Charge Processeur / Temps de réponse / Période d étude Tolérance aux Fautes: Détecteurs et Interruptions asynchrones Partage de Ressource et Algorithmes de Synchronisations 2

3 Chapitre 1 Concurrence et Temps Réel La programmation concurrente est l ensemble des mécanismes permettant l exécution concurrente d actions spécifiées de façon séquentielle. En Java, deux mécanismes pour implanter la concurrence: les processus pour la concurrence entre applications du système; la concurrence au sein d une application: processus légers de la machine virtuelle (threads). La programmation temps réel permet l exécution concurrente d actions spécifiées de façon séquentielle associées à des modèles d arrivée (activations) déterministes et à des échéances temporelles. En Java, une extension a été spécifiée (JSR1): Real Time Specification for Java (RTSJ); et implantée dans un paquetage: javax.realtime; 3

4 Spécification - RTSJ Spécification de propriétés temporelles pour Java Historique des spécifications 1998: Appel à Spécification - JSR1 par JCP (Java Community Process) 2002: RTSJ approuvé par JCP 2003: Première implantation par Timesys (JTIME) 2005: RTSJ (spec) ; JSR 282 (interaction java5, ) 2006: RTSJ (spec) ; JSR 302 (safety critical) 2009: 1st Draft JSR282 (extensions JSR1) Plateformes: RI (TimeSys); JamaicaVM (Aicas); Java RTS (Sun) ; Perc Pico (Aonix); WebSphere Real Time (IBM) ; Jrate (sourceforge); OVM (Purdue); J9VM (IBM) ; aphélion (apogée). à venir: RTSJ multiprocesseurs (Jeopard) / Implantations DRTSJ (JSR50) 4

5 Spécifications RTSJ Apport de Java au Temps Réel Choix de l ordonnanceur et plusieurs types d entités ordonnançables (RTT,AEH) EO: Propriétés temporelles: Paramètres d activation, Paramètres d ordonnancement Plus de contrôle: Interruptions Asynchrones, choix du Protocole de Synchronisation; choix du type de mémoire (Memory Parameters). Analyse de Faisabilité Détection de fautes temporelles: activations, dépassement de coût Détection de défaillances temporelles: dépassement d échéances JAVA (Write Once Run Anywhere) RTSJ (Write Once Carefully Run Anywhere Maybe) 5

6 Caractéristiques des systemes temps réel STR à contraintes strictes (temps réel dur): le non respect des contraintes temporelles peut conduire à des catastrophes (avionique) Le standard DO-178B a été développé aux USA pour l avionique (5 niveaux de conséquence en cas de faute. (a-catastrophique; b-sévère; c-majeur; d-mineur; e-sans effet). Safety Critical: l échec d une exécution ou des fautes conduit à des pertes humaines (niveaux a,b,c). Mission Critical: DO-178B (niveaux d et e). Systèmes de navigation, Système d affichage (avionique)/ STR à contraintes relatives (temps réel souple): le non respect de contraintes temporelles est toléré, sans conséquence catastrophique (multimédia) STR à contraintes mixtes composé de tâches temps réel dures et de tâches temps réel souples. 6

7 Plateforme : Brique Lego NXT 2 microcontrôleurs (faible consommation; toutes les fonctions sur une puce; programme embarqué; interface de communication) microcontrôleur 32 bits ARM7-256ko de mémoire falsh - 64 ko de RAM (processeur principal) microcontrôleur ATMEL AVR 8bits - 4ko mémoire flash - 512o RAM(gestion des périphériques - entrées/sorties) Communication BlueTooth Port USB (12Mo/sec) 4 Ports d entrée / 3 ports de sortie Ecran LC (100x64 pixels) HautParleur (son 8bit - 8khz) 7

8 Plateforme : Brique Lego NXT Servomoteur + tachymètre (capteur de rotation) contact lumière couleur distance (ultrason), son, gyroscope température... 8

9 RTSJ: Entités ordonnancables Runnable Schedulable Thread RealtimeThread AsyncEventHandler NoHeapRealtimeThread BoundAsyncEventHandler Diagramme de classes RTSJ 9

10 threads (Pour commencer) Un processus léger (thread) correspond à un fil d exécution (une suite d instruction en cours d exécution). Il s agit d un processus créé et géré par la machine virtuelle Java. Différents états possibles d'une thread exécute son code cible (elle a accès au processeur) - running attend l'accès au processeur (mais pourrait sʼexécuter) - ready attend un événement particulier (pour pouvoir sʼexécuter) - wait L'exécution de la cible peut libérer le processeur si elle exécute un yield() (demande explicite) si elle exécute une méthode bloquante (sleep(), wait()...), c'est l'ordonnanceur de la JVM qui répartit l'accès des threads au processeur (en fonction des éventuelles priorités). 10

11 threads(intro) Ils sont composés par 3 entités bien distinctes: l objet qui contrôle le processus léger. Il est d une classe dérivant de Thread. l objet cible qui représente le code à exécuter (la logique). La classe de cet objet implémente l interface Runnable. le fil d exécution, c est-à-dire la séquence d instructions. C est le code de la méthode run() de la cible. Ne pas confondre Thread (le contrôleur) et Runnable (le contrôlé). Au lancement d un programme, la machine virtuelle possède un unique processus léger qui exécute le main() de la classe appelée. 11

12 threads(interface) static Thread currentthread() -> retourne l objet de contrôle du thread en cours d exécution void setname(string name) String getname() boolean isalive() int getpriority() void setpriority(int priority) void run() void start() void join(long timeout) static void sleep(long amilliseconds) static void yield() void interrupt() boolean isinterrupted() 12

13 Lejos-RT(commandes) pour commencer 1. public class HelloWorld { 2. public static void main (String[] args) { 3. System.out.println("Hello World"); > sortie par défaut sur l écran LCD + le paquetage lejos.nxt pour utiliser la classe Button. Permet de temporiser l affichage 1. import lejos.nxt.*; public class HelloWorldSerge { 4. public static void main (String[] args) { 5. System.out.println("Hello World from Serge"); 6. Button.waitForPress(); > On presse un bouton quelconque pour sortir du programme 13

14 Lejos-RT(commandes) vérification de la connexion de la brique nxjbrowse -u (usb) -b (bluetooth) :utiliser usb Found NXT: NXT ACE4 -> ouverture d une console (Browser): permet de lister les programme chargés dans la brique, d exécuter des programmes et d en supprimer compilation du programme HelloWorldSerge.java nxjc HelloWorldSerge.java -> production de HelloWorldSerge.class link, upload (and run) nxj HelloWorldSerge (nxj -r HelloWorldSerge) ->lejos NXJ> Linking... ->lejos NXJ> Uploading... 14

15 threads (main) import lejos.nxt.*; public class ThreadMain {!! public static void main(string[] args) throws Exception! {!! Thread threadmain = Thread.currentThread();!! threadmain.setname("thread Main");!! System.out.println(threadMain.getName());!! System.out.println(threadMain.isAlive());!! Button.waitForPress();! import lejos.nxt.*; public class ThreadSensor {!! public static void main(string[] args) throws Exception! {!! Thread threadmain = Thread.currentThread();!! threadmain.setname("thread Sensor");!! System.out.println(threadMain.getName());!! LCD.drawString("Battery: " + Battery.getVoltage(), 1, 0);!! TouchSensor touch = new TouchSensor(SensorPort.S1);!! UltrasonicSensor sonic = new UltrasonicSensor(SensorPort.S3);!! sonic.reset();! while (!touch.ispressed()) {!! LCD.drawInt(sonic.getDistance(), 0, 3);!! ;! LCD.drawString("Finished", 3, 4);!! Button.waitForPress();! 15

16 Onethread (création / start / jointure) import lejos.nxt.*; import lejos.nxt.comm.*; écran LCD : Console open Console closed public class ThreadC1 extends Thread{! public static final int NB_IT = ;! public static long deb;! public static long start;! public static long end;! public static long fin;!! public static void main(string[] args) {!! while (!RConsole.isOpen()){ RConsole.open();!! Thread t1 = new Thread(){!! public void run() {!!!!!!!!!!! start=system.currenttimemillis();!!!! for(int j=0 ; j < NB_IT ; j++); // la boucle ne doit rien faire d'autre!!!!! end=system.currenttimemillis();!!!!! RConsole.println("Debut : " + Long.toString(start-deb));!!!!! RConsole.println("Duree : " + Long.toString(end-start));!!!!! ;!! deb=system.currenttimemillis();!! RConsole.println("t1 alive? : " + Boolean.toString(t1.isAlive()));!! t1.start();!! RConsole.println("t1 alive? : " + Boolean.toString(t1.isAlive()));!! try {!!! t1.join(2000); // le main doit attendre la fin du thread fils!!!! catch (InterruptedException ie) {!! ; fin=system.currenttimemillis();!! RConsole.close(); nxjc -r OneThreadC nxjconsole Console : Console open t1 alive? : false t1 alive? : true Debut (activation) : 7 Duree : 1004 Fin : 6 Console closed 16

17 Ordonnancement t t t

18 TWOthread Priorités - (min/max/def) import lejos.nxt.*; import lejos.nxt.comm.*; public class TwoThreadC {! public static final int NB_IT = ;! public static long deb,start1,start2,end1,end2,fin;!! public static void main(string[] args) {!! while (!RConsole.isOpen()){ RConsole.open();!! Thread t1 = new Thread(){!!! public void run() {!!!! start1=system.currenttimemillis();!!!! for(int j=0 ; j < NB_IT ; j++); // la boucle ne doit rien faire d'autre!!!! end1=system.currenttimemillis();!!!! RConsole.println("Debut : "+Thread.currentThread().getName()+":"+ Long.toString(start1-deb));!!!! RConsole.println("Duree : " +Thread.currentThread().getName()+":"+ Long.toString(end1-start1));!!!!! ;!! ;!! t1.setname("t1");!! RConsole.println("Priorite de T1:"+ Long.toString(t1.getPriority()));!!!! Thread t2 = new Thread(){!!!! public void run() {!!!! start2=system.currenttimemillis();!!!! for(int j=0 ; j < NB_IT ; j++); // la boucle ne doit rien faire d'autre!!!! end2=system.currenttimemillis();!!!! RConsole.println("Debut : "+Thread.currentThread().getName()+":" + Long.toString(start2-deb));!!!! RConsole.println("Duree : " +Thread.currentThread().getName()+":" + Long.toString(end2-start2));!!!! ;!! ;!!! t2.setname("t2");!! RConsole.println("Priorite de T2:"+ Long.toString(t2.getPriority()));!! deb=system.currenttimemillis();!! t1.start();!! t2.start();!! try {!!! t1.join(2000);!!! t2.join(2000);!!!! catch (InterruptedException ie) {;!! RConsole.close();! ; ; nxjc -r TwoThreadC nxjconsole Console : Console open Priorite de T1:5 Priorite de T2:5 Debut : T1:0 Debut : T2:4 Duree : T1:2012 Duree : T2:2007 Console closed 18

19 TWOthread Ordonnancement (memes Priorités) import lejos.nxt.*; import lejos.nxt.comm.*; public class TwoThreadOrdoSp { public static final int NB_IT = ;! public static long deb,start1,start2,end1,end2,fin;!! public static void main(string[] args) {!! while (!RConsole.isOpen()){ RConsole.open();!! Thread t1 = new Thread(){!!! public void run() {!!!! start1=system.currenttimemillis();!!!! for(int j=0 ; j < NB_IT ; j++);rconsole.println("t1: ut1");!!!! for(int j=0 ; j < NB_IT ; j++);rconsole.println("t1: ut2");!!!! for(int j=0 ; j < NB_IT ; j++);rconsole.println("t1: ut3"); end1=system.currenttimemillis();!!!! RConsole.println("Debut : "+Thread.currentThread().getName()+":"+ Long.toString(start1-deb));!!!! RConsole.println("Duree : " +Thread.currentThread().getName()+":"+ Long.toString(end1-start1));!!!!! ;!! ;!! t1.setname("t1"); RConsole.println("Priorite de T1:"+ Long.toString(t1.getPriority()));!!! Thread t2 = new Thread(){...idem pour t2 (t2= new Thread() et surcharge de run() et exécution de 3 seconde (3boucles)...!!! t2.setname("t2"); RConsole.println("Priorite de T1:"+ Long.toString(t2.getPriority()));!!! deb=system.currenttimemillis();!! t1.start();!! t2.start();!! try {!!! t1.join(10000); //attention chaque thread s exécute pendant 3secondes (2000 n est pas suffsant)!!! t2.join(10000);!!!! catch (InterruptedException ie) {;!! RConsole.close();! ; ; nxjc -r TwoThreadOrdoSp nxjconsole Console : Console open Priorite de T1:5 Priorite de T2:5 T2: ut1 T1: ut1 T2: ut2 T1: ut2 T2: ut3 T1: ut3 Debut : T2:4 Debut : T1:0 Duree : T2:6033 Duree : T1:6041 Console closed 19

20 TWOthread Ordonnancement (Différentes Priorités) import lejos.nxt.*; import lejos.nxt.comm.*; public class TwoThreadOrdoDp { public static final int NB_IT = ;! public static long deb,start1,start2,end1,end2,fin;!! public static void main(string[] args) {!! while (!RConsole.isOpen()){ RConsole.open();!! Thread t1 = new Thread(){!!! public void run() {!!!! start1=system.currenttimemillis();!!!! for(int j=0 ; j < NB_IT ; j++);rconsole.println("t1: ut1");!!!! for(int j=0 ; j < NB_IT ; j++);rconsole.println("t1: ut2");!!!! for(int j=0 ; j < NB_IT ; j++);rconsole.println("t1: ut3"); end1=system.currenttimemillis();!!!! RConsole.println("Debut : "+Thread.currentThread().getName()+":"+ Long.toString(start1-deb));!!!! RConsole.println("Duree : " +Thread.currentThread().getName()+":"+ Long.toString(end1-start1));!!!!! ;!! ;!! t1.setname("t1"); RConsole.println("Priorite de T1:"+ Long.toString(t1.getPriority()));!!! t1.setpriority(6);!! RConsole.println("Priorite de T2:"+ Long.toString(t1.getPriority()));!! Thread t2 = new Thread(){...idem pour t2 (t2= new Thread() et surcharge de run() et exécution de 3 seconde (3boucles)...!!! t2.setname("t2"); RConsole.println("Priorite de T1:"+ Long.toString(t2.getPriority()));!!! t2.setpriority(6);!! RConsole.println("Priorite de T2:"+ Long.toString(t2.getPriority()));!! deb=system.currenttimemillis();!! t1.start();!! t2.start();!! try {!!! t1.join(10000); //attention chaque thread s exécute pendant 3secondes (2000 n est pas suffsant)!!! t2.join(10000);!!!! catch (InterruptedException ie) {;!! RConsole.close();! ; ; nxjc -r TwoThreadOrdoDp nxjconsole: Console open Priorite de T1 avant:5 Priorite de T1 apres:6 Priorite de T2 avant:5 Priorite de T2 apres:8 T2: ut1 T2: ut2 T2: ut3 Debut : T2:0 Duree : T2:3020 T1: ut1 T1: ut2 T1: ut3 Debut : T1:3026 Duree : T1:3017 Console closed 20

21 TWOthread Ordonnancement (Preemption) import lejos.nxt.*; import lejos.nxt.comm.*; public class TwoThreadOrdoPr { public static final int NB_IT = ;! public static long deb,start1,start2,end1,end2,fin;!! public static void main(string[] args) {!! while (!RConsole.isOpen()){ RConsole.open();!! Thread t1 = new Thread(){!!! public void run() {!!!! start1=system.currenttimemillis();!!!! for(int j=0 ; j < NB_IT ; j++);rconsole.println("t1: ut1");!!!! for(int j=0 ; j < NB_IT ; j++);rconsole.println("t1: ut2");!!!! for(int j=0 ; j < NB_IT ; j++);rconsole.println("t1: ut3"); end1=system.currenttimemillis();!!!! RConsole.println("Debut : "+Thread.currentThread().getName()+":"+ Long.toString(start1-deb));!!!! RConsole.println("Duree : " +Thread.currentThread().getName()+":"+ Long.toString(end1-start1));!!!!! ;!! ;!! t1.setname("t1"); RConsole.println("Priorite de T1 avant:"+ Long.toString(t1.getPriority()));!!! t1.setpriority(6);!! RConsole.println("Priorite de T1 après:"+ Long.toString(t1.getPriority()));!! Thread t2 = new Thread(){...idem!! t2.setname("t2"); RConsole.println("Priorite de T2 avant:"+ Long.toString(t2.getPriority()));!!! t2.setpriority(6);!! RConsole.println("Priorite de T2 après:"+ Long.toString(t2.getPriority()));!! deb=system.currenttimemillis();!! t1.start();!! try {!!! Thread.sleep(1000);!!!! catch (InterruptedException ie) {;!! t2.start();!! try {!!! t1.join(10000);!!! t2.join(10000);!!!! catch (InterruptedException ie) {;!! t2.start();!! try {!!! t1.join(10000); //attention chaque thread s exécute pendant 3secondes (2000 n est pas suffsant) nxjc -r TwoThreadOrdoDp nxjconsole: Console open Priorite de T1 avant:5 Priorite de T1 apres:6 Priorite de T2 avant:5 Priorite de T2 apres:8 T2: ut1 T2: ut2 T2: ut3 Debut : T2:0 Duree : T2:3020 T1: ut1 T1: ut2 T1: ut3 Debut : T1:3026 Duree : T1:3017 Console closed 21

22 Caractéristiques des tâches temps réel Date d activation: ri. Lorsque toutes les activations sont simultanée (r1=r2=...=ri) on parle d activation synchrone Durée d exécution (charge processeur): Ci Période d activation: Ti,TiMin: Durée fixe ou minimale entre les activations de deux instances successives. Echéance ou Délai critique; Di: Temps alloué à la tâche pour terminer son exécution. Echéance sur requête (Di=Ti) / Echéance contrainte (Di<=Ti) Ci + Activation Echéance Réactivation t0 ri ri + Di ri + Ti 22

23 QQS Définitions un ordonnanceur préemtif et non préemtif. des tâches sont synchrones si leur activation est simultannée. ordonnancement hors ligne: une séquence d ordonnancement est générée, implantée dans une table et répétée à l infini par un séquenceur. ordonnancement en ligne: l algorithme est implanté dans le noyau et exécuté à chaque instant 23

24 ordonnancement FP/HPF Rate Monotonic t t t

25 Algorithmes d ordonnancement Principaux algorithmes: Rate Monotonic, Deadline Monotonic, Earliest Deadline First, FIFO. RTSJ: un ordonnanceur à priorités fixes est obligatoire: FP/HPF -> classe PriorityScheduler (obligatoire) -> autre classes (optionnelles) EDFScheduler un minimum de 28 priorités Prio > 10 threads temps réel / Prio < = 10 threads non temps réel Scheduler Scheduler.getDefaultScheduler(); void Scheduler.setDefaultScheduler(Scheduler s); String Scheduler.getPolicyName(); public static void main(string [] args){ Scheduler.setDefaultScheduler(PriorityScheduler.instance()); 25

26 RTSJ: Entités ordonnancables Runnable Schedulable Thread RealtimeThread AsyncEventHandler NoHeapRealtimeThread BoundAsyncEventHandler Diagramme de classes RTSJ 26

27 Threads Temps Réel oneshot classe RealTimeThread import javax.realtime.*; public class LaPlusSimple { public static void main (String [] args){ RealtimeThread lps = new RealtimeThread(){ public void run () { System.out.println ("hello from LaPlusSimple"); ; lps.start(); Note: Thread oneshot. Quelle priorité par défaut? public static int MIN_PRIORITY = PriorityScheduler.instance().getMinPriority(); public static int MAX_PRIORITY = PriorityScheduler.instance().getMaxPriority(); 27

28 Parametres d ordonnncement classe SchedulingParameters classe PriorityParameters SchedulingParameters PriorityParameters ImportanceParameters import javax.realtime.*; public class PasTropDure { public static void main (String [] args){ RealtimeThread ptd = new RealtimeThread(new PriorityParameters(prio)){ public void run () { System.out.println ("hello from PasTropDure"); ; lps.start(); 28

29 Realtime Thread (Ordonnancement) public class TwoRTTPreempt {! public static final int NB_IT = ;! public static long deb;! public static long start1;! public static long end1;!! public static void main(string[] args) {!! while (!RConsole.isOpen()){ RConsole.open();!!! RealtimeThread t1 = new RealtimeThread(new PriorityParameters(15),new PeriodicParameters( new RelativeTime(0,0), new RelativeTime(5000,0), new RelativeTime(2000,0), new RelativeTime(5000,0), null, null)) {!!! public void run() {!!!!!!!!! int i=0;!!!!!! do{!!!!!!! RConsole.println("Entre dans 1!");!!!!!!! start1=system.currenttimemillis();!!!!!!! RConsole.println("Delai de preemption : "+ Long.toString(start1-(deb+i*5000)) );!!!!!!! for(int k=0 ; k < NB_IT ; k++) ;!!!!!!! //for(int k=0 ; k < NB_IT ; k++)!!!!!!!!!!!!!! end1=system.currenttimemillis();!!!!!!! RConsole.println("Debut 1 : " + Long.toString(start1-deb));!!!!!!! RConsole.println("Duree 1 : " + Long.toString(end1-start1));!!!!!!!! i++;!!!!!!! RConsole.println("Fin de 1 *")!!!!!!!! while(waitfornextperiod() && i<3);!!!!! ;!!!!!!!!! deb=system.currenttimemillis();!! RConsole.println("Debut");!! t1.start();!! try {!!! t1.join(20000);!!!! catch (InterruptedException ie) {;!! RConsole.close();!!!!!!! nxjc -r OneRTTPeriodic Console open Debut Entree dans 1! Delai de preemption : 4 Debut 1 : 4 Duree 1 : 1004 Fin de 1 * Entree dans 1! Delai de preemption : 4 Debut 1 : 5004 Duree 1 : 1003 Fin de 1 * Entree dans 1! Delai de preemption : 4 Debut 1 : Duree 1 : 1003 Fin de 1 * Console closed 29

30 Parametres D activation classe ReleaseParameters classe PeriodicParameters classe SporadicParameters ReleaseParameters PeriodicParameters AperiodicParameters SporadicParameters PeriodicParameters(HighResolutionTime start, RelativeTime period, RelativeTime cost, RelativeTime deadline, AsyncEventHandler overrunhandler, AsyncEventHandler misshandler) SporadicParameters(RelativeTime mininterarrival, RelativeTime cost, RelativeTime deadline, AsyncEventHandler overrunhandler, AsyncEventHandler misshandler) 30

31 Realtime Thread Periodique public class OneRTTPeriodic {! public static final int NB_IT = ;! public static long deb;! public static long start1;! public static long end1;!! public static void main(string[] args) {!! while (!RConsole.isOpen()){ RConsole.open();!!! RealtimeThread t1 = new RealtimeThread(new PriorityParameters(15),new PeriodicParameters( new RelativeTime(0,0), new RelativeTime(5000,0), new RelativeTime(2000,0), new RelativeTime(5000,0), null, null)) {!!! public void run() {!!!!!!!!! int i=0;!!!!!! do{!!!!!!! RConsole.println("Entre dans 1!");!!!!!!! start1=system.currenttimemillis();!!!!!!! RConsole.println("Delai de preemption : "+ Long.toString(start1-(deb+i*5000)) );!!!!!!! for(int k=0 ; k < NB_IT ; k++) ;!!!!!!! //for(int k=0 ; k < NB_IT ; k++)!!!!!!!!!!!!!! end1=system.currenttimemillis();!!!!!!! RConsole.println("Debut 1 : " + Long.toString(start1-deb));!!!!!!! RConsole.println("Duree 1 : " + Long.toString(end1-start1));!!!!!!!! i++;!!!!!!! RConsole.println("Fin de 1 *")!!!!!!!! while(waitfornextperiod() && i<3);!!!!! ;!!!!!!!!! deb=system.currenttimemillis();!! RConsole.println("Debut");!! t1.start();!! try {!!! t1.join(20000);!!!! catch (InterruptedException ie) {;!! RConsole.close();!!!!!!! nxjc -r OneRTTPeriodic Console open Debut Entree dans 1! Delai de preemption : 4 Debut 1 : 4 Duree 1 : 1004 Fin de 1 * Entree dans 1! Delai de preemption : 4 Debut 1 : 5004 Duree 1 : 1003 Fin de 1 * Entree dans 1! Delai de preemption : 4 Debut 1 : Duree 1 : 1003 Fin de 1 * Console closed 31

32 évenement Sporadique import javax.realtime.*; public class SimpleSporadic { public static void main (String [] args){ AsyncEventHandler aeh=new AsyncEventHandler( new PriorityParameters(20), new SporadicParameters( new RelativeTime(4000,0), période min new RelativeTime(1000,0), coût new RelativeTime(2000,0), échéance null, overrunhandler null); deadlinemisshandler null, null, null, true, null){ public void handleasyncevent(){ System.out.println("hello from SimpleSporadic"); ; AsyncEvent ae = new AsyncEvent(); ae.addhandler(aeh); ae.fire(); sleep(800); ae.fire(); sleep(800); ae.fire(); Serge Midonnet ti 0 a(0) Ti (0) 4 a(1) Ti (1) 8 a(2) Ti(2) a(3) 32

33 Synchronisations classes de moniteurs MonitorControl PriorityInheritance PriorityCeilingEmulation import javax.realtime.*; public class SimpleMonitor{ public static void main(string[] args){ java.lang.object ressource = new java.lang.object(); PriorityInheritance pip = PriorityInheritance.instance(); MonitorControl.setMonitorControl(ressource,pip); PriorityCeilingEmulation pce = PriorityCeilingEmulation.instance(20); MonitorControl.setMonitorControl(ressource,pce); 33

34 inversion de priorité non bornée t1 Priorité Haute t2 Priorité Moyenne t3 Basse Priorité demande de ressource demande de ressource 5 7 libération de ressource accès à la ressource libération de ressource t0 t1 t2 t3 t4 t5 exécution normale utilisation de la ressource inversion de priorité tau_1 subit l interférence de tau_2 avec laquelle elle ne partage pas de ressource (ni directement ni indirectement). Le résultat est l impossibilité de borner le temps de blocage (calcul du facteur de blocage de tau_1). 34

35 invrsion de priorité non bornée )$23")$()$(%$&&'4%5$ +1(6%!'%!+,(734+$ +-!;(6%!'%!+,(<'=$""$ -. / !:(6%!'%!+,(<'=$""$ +-!>(6%!'%!+,(<'=$""$ (:3&&$(6%!'%!+, )$23")$()$(%$&&'4%5$ 0?!@,%3+!'"()$(%$&&'4%5$ $C,54+!'"("'%23?$ 4+!?!&3+!'"()$(?3(%$&&'4%5$!"#$%&!'"()$(*%!'%!+, 35

36 Priority inheritance protocol t1 Priorité Haute t2 Priorité Moyenne 5 11 t3 Basse Priorité 7 demande (SC1) instant d Héritage demande (SC1) accès (SC1) libération (SC1) exécution normale utilisation de la ressource inversion de priorité utilisation de la ressource en priorité élevée Deux types de blocage: Direct Blocking (blocage direct) Push-through Blocking (blocage indirect) 36

37 Priority inheritance implantation t3 : debut de instance 0 t3 : instance 01sec thread3enter RES-1 t31sec t1 : debut de instance 0 t1 : instance 01sec t32sec t33sec t2 : debut de instance 0 t2 : instance 01sec t2 : instance 02sec t2 : instance 03sec t2 : fin de instance 0 t34sec t35sec thread3leaves RES-1 thread1enter RES-1 t11sec t12sec t13sec t14sec t15sec thread1leaves RES-1 Sans PIP monitorcontroljavax.realtime.priorityinheritance@7b0c1c t3 : debut de instance 0 t3 : instance 01sec thread3enter RES-1 t31sec t1 : debut de instance 0 t1 : instance 01sec t32sec t33sec t34sec t35sec thread3leaves RES-1 thread1enter RES-1 t11sec t12sec t13sec t14sec t15sec thread1leaves RES-1 t1 : instance 01sec t1 : fin de instance 0 t2 : debut de instance 0 t2 : instance 01sec t2 : instance 02sec t2 : instance 03sec Avec PIP 37

38 interblocages demande RES1 demande RES2 t1 Priorité Haute t3 Basse Priorité 7 demande RES2 demande RES1 exécution normale utilisation de RES1 utilisation de RES2 blocage... 38

39 Chaines de blocages D(SC1) D(SC2) L(SC2) t1 Priorité Haute t2 Priorité Moyenne t3 Basse Priorité t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 exécution normale utilisation de SC1 utilisation de SC2 39

40 Priority Ceiling emulation Propriété t1 Priorité Haute t2 Priorité Moyenne 5 t3 Basse Priorité 7 t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 H exécution normale utilisation de SC1 inversion de priorité utilisation de la ressource SC2 H à l'instant t1 tau_3 demande et obtient l'accès à SC1, elle hérite alors de la priorité plafond de la ressource (H). à l'instant t2: tau_2 est activée mais ne peut pas s'exécuter car sa priorité est inférieure à celle de tau_3. à l'instant t3: tau_1 veut s'exécuter mais sa priorité est égale à celle de tau_3. à l'instant t4 tau_3 libère SC1 et tau_1 s'exécute. A l'instant t5 tau_1 accède à SC1 puis à l'instant t6 tau_1 accède à SC2. 40