Patrones de comunicacion entre componentes

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Memoria compartida (shared memory)

La memoria compartida es un espacio común de datos en el que múltiples componentes (por ejemplo: procedimientos) pueden leer y escribir información. Implementaciones típicas de memoria compartida son las variables globales o las bases de datos como herramienta de integración entre componentes.

Ejemplo

A continuación podemos ver un ejemplo de una pila programada en C utilizando esta forma de compartir información:

 #include <stdio.h>  #define SIZE 50    int  current, stack[SIZE];    void init() {    current = 0; /* initialize current */  }    void push(int i) {    current++;    if(current == (SIZE)) {      printf("Stack Overflow.\n");      exit(1);    }    stack[current] = i;  }    int pop(void) {    if(current == 0) {      printf("Stack Underflow.\n");      exit(1);    }    current--;    return stack[current+1];  }    int main(void) {    int value;    init();        push(1);    push(2);    printf("First value on top is %d\n", pop());    printf("Second value on top is %d\n", pop());    printf("Third value on top is %d\n", pop());    printf("end\n");            return 0;  }

Consecuencias

Algunas consecuencias de esta forma de compartir información son:

En el caso general la memoria compartida representa un grado alto de acoplamiento ya que a priori no es posible saber qué componentes modifican o leen qué parte de los datos. En sistemas donde la información compartida está sostenida en un motor de bases de datos (por ejemplo RDBMS), estos pueden mitigar parcialmente este problema al implementar esquemas de seguridad que restrinjan en parte el acceso a los datos a sólo la parte necesaria de cada componente.

Por otro lado, existen tecnologías que permiten definir variables con alcance o ‘‘scopes’’ más limitado que global, reduciendo de esta manera el acoplamiento únicamente a los componentes que tienen acceso al scope específico. Un caso particular de scope son las variables de instancia de un objeto, como se muestra en el ejemplo siguiente.

Ejemplo: Java

 public class Stack {    public static final SIZE = 50;    private int  current;    private int[] stack =;        public Stack () {      current = 0;      stack = new int[50];    }        public void push(int i) {      current++;      if(current == (SIZE)) {        System.out.println("Stack Overflow.\n");        System.exit(1);      }      stack[current] = i;    }        public int pop() {      if(current == 0) {        System.out.println("Stack Underflow.\n");        System.exit(1);      }      current--;      return stack[current+1];    }        public static void main() {      Stack s = new Stack();            s.push(1);      s.push(2);      System.out.println("First value on top is %d\n", s.pop());      System.out.println("Second value on top is %d\n", s.pop());      System.out.println("Third value on top is %d\n", s.pop());      System.out.println("end\n");              return 0;    }  }

Call & Return

En el mecanismo de call & return la comunicación se da entre un componente invocante o llamador (caller) que invoca o referencia a otro componente invocado o llamado (callee). Si bien el flujo de información es bidireccional, es asimétrico:

Ejemplo puro

El ejemplo más preciso de esta idea se encuentra en los lenguajes funcionales puros, es decir, sin la posibilidad de efecto. La ausencia de efecto obliga a que toda la comunicación sea por medio de los parámetros.

 type Stack = [Int]    empty :: Stack  empty = []    push :: Int -> Stack -> Stack  push i s = i : s    pop :: Stack -> (Int, Stack)  pop [] = error "Stack Underflow.\n"  pop (i:s) = (i, s)    discard = snd . pop  peek = fst . pop    test1 = peek $ discard $ push 2 $ push 1 $ empty  

Consecuencias

Si bien la comunicación puede ser bidireccional, el conocimiento (y por lo tanto el acoplamiento) es a priori unidireccional, es decir, el componente llamado no tiene ningún conocimiento de el origen del mensaje y aún puede devolver información sin tener conocimiento del destino de la misma.

La aclaración a priori en el párrafo anterior se explica porque en lenguajes con efecto (es decir, la mayoría de los lenguajes que usamos habitualmente en la industria) los parámetros podrían ser modificados dentro del componente. Para estudiar el acoplamiento en estos contextos debemos determinar cuánto debe saber el componente llamado acerca de sus parámetros, por ejemplo si puede o no modificarlos. Esto a su vez depende del tipo de pasaje de parámetros que utilicemos (por ejemplo, pasaje de parámetros por copia o pasaje de parámetros por referencia). En el caso de pasaje por parámetros por referencia, la modificación del parámetro recibido puede ser un mecanismo adicional de comunicación entre los componentes.

TODO: Este ejemplo no inicializa correctamente la pila y tira error.

Ejemplo con Call-By-Reference

 #include <stdio.h>  #include <stdlib.h>  #define SIZE 50    typedef struct stack {    int  current, stack[SIZE];  } stack;    stack* empty() {    stack* s = (stack*) malloc(sizeof(stack));    return s;  }      void push(stack* s, int i) {    s->current++;    if(s->current == SIZE) {      printf("Stack Overflow.\n");      exit(1);    }    s->stack[s->current] = i;  }    int pop(stack* s) {    if(s->current == 0) {      printf("Stack Underflow.\n");      exit(1);    }    return s->stack[s->current--];  }      int main(void) {    stack* s = empty();        push(s, 1);    push(s, 2);    printf("First value on top is %d\n", pop(s));    printf("Second value on top is %d\n", pop(s));    printf("Third value on top is %d\n", pop(s));    printf("end\n");            return 0;  }

Excepciones

Continuations

 class MyCPSStack {     def elements = []       static empty(yield) {      yield(new MyCPSStack())     }            void push(element, yield) {       yield(new MyCPSStack(elements: [element] + elements))     }            void pop(yield) {       if(elements.empty)         throw new Exception("Stack Underflow")       yield([elements.head(), new MyCPSStack(elements: elements.tail())])     }       def discard(yield) {        pop({ yield(it[1]) })       }        //it significa "el (único) argumento que recibe este bloque de código"      def peek(yield) {        pop({ yield(it[0]) })        }       String toString() {      return elements.toString()     }   }       MyCPSStack.empty({  it.push(1, {  it.push(2, {  it.discard({  it.peek({  print it })  })  }) }) })

http://en.wikipedia.org/wiki/Continuation-passing_style http://en.wikipedia.org/wiki/Callback_(computer_science)

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