Este documento discute relógios lógicos em sistemas distribuídos. Apresenta os principais algoritmos para sincronização de relógios, incluindo relógios de Lamport e relógios vetoriais. Detalha como os relógios de Lamport usam uma relação "acontece antes" para ordenar eventos e como os relógios vetoriais podem decidir causalidade entre eventos.

1. SISTEMAS DISTRIBUÍDOS
RELÓGIOS LÓGICOS
AFRAP – Associação Faculdade de Ribeirão Preto
2015

2. Grupo:
Paulo Roberto Bologna Júnior
Paulo Henrique Monteiro
Afrânio Souza Júnior
Vinicius Nunes
Sergio Almeida
Sistemas Distribuídos - Relógios Lógicos

3. RELÓGIOS LÓGICOS
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• Mecanismos para identificação de relações
causais e cronológicas em distribuídos, uma vez
que estes fazem uso de uma classe de algoritmos
que têm como base a sincronização de seus
eventos e a consistência interna de seus relógios.
• Principais algoritmos para sincronização de
relógios:
– Relógios de Lamport
– Relógios Vetoriais

4. RELÓGIOS LÓGICOS DE LAMPORT
(1978)
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• O que são?
– São mecanismos usados em algoritmos de sincronização de relógios
baseados na relação acontece-antes definida por Lamport
Características:
– Os processos executam em máquinas diferentes, cada uma com seu
clock.
– Cada mensagem leva o valor do clock (relógio) do transmissor.
– Se a mensagem traz um tempo superior ao do receptor, este adianta
seu clock em uma unidade maior que o tempo recebido.
– Os tempos associados aos eventos não são necessariamente próximos
ao tempo real.
– Os processos não precisam estar de acordo sobre o valor exato do
tempo, mas sobre a ordem em que os eventos ocorrem.
•

5. RELAÇÃO ACONTECE-ANTES ( → )
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• Se “a” e “b” são eventos dentro do mesmo
processo e se o evento “a” acontece antes do “b”
então: a→b, assim como C(a) < C(b)
*C representa o tempo do respectivo relógio (C = Clock)
• Se “a” é o envio de uma mensagem para um
processo e se “b” é a recepção desta mensagem
por outro processo, então devem ser atribuídos
valores a C(a) e C(b) de maneira que C(a) < C (b)
*C representa o tempo do respectivo relógio (C = Clock)
• A relação acontece-antes é transitiva, ou seja: se
a→b e b→c, então a→c

6. •
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No entanto, se “a” e “b” são processos diferentes sem a
existência de cadeias de mensagens entre os processos:
– a || b - “a” e “b” são processos concorrentes, portanto não existe
relação “→“
– Em processos concorrentes, não é possível inferir que a→b ou b→a

7. Detalhamento do mecanismo dos Relógios Lógicos de Lamport
✓ Ci é incrementado de 1 antes de cada evento.
✓ C1 no evento a = 1
✓ C1 no evento b = 2
✓ P2 recebe a mensagem “m1” que contém (m,t) sendo (t = C1). C2, após
evento c, recebe “max (C2,t)+1” que nesse caso é max (0,2)+1 = 3.
✓ a || e , ou seja, não se pode determinar / é ignorado se a→ e ou se e→ a.
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8. RELÓGIOS DE LAMPORT
(RELAÇÃO ACONTECE-ANTES: → )
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9. MULTICAST TOTALMENTE ORDENADO
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• Multicast é a entrega de informação para
múltiplos destinatários simultaneamente.
• Os relógios lógicos de Lamport podem ser usados
• Quando uma mensagem é enviada em multicast,
ela é conceitualmente também enviada ao
remetente.
• Um processo só pode entregar uma mensagem
enfileirada à aplicação

10. Update 1 é
realizado antes
do Update 2
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Bando de dados
replicado
Update 2 é
realizado antes
do Update 1

11. RELÓGIOS VETORIAIS
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• Os Relógios vetoriais são mecanismos usados
em algoritmos de sistemas distribuídos que se
baseiam na ordenação de eventos.
• Os relógios vetoriais são capazes de decidir se
há causalidade entre os eventos,
diferentemente dos relógios de Lamport.

12. COMO FUNCIONA?
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13. IMPOSICAO DE COMUNICAÇÃO
VISUAL
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• Com o uso de relógios vetoriais, é possível garantir que
uma mensagem seja entregue somente se todas as
demais mensagens que a precederem por causalidade
também tenham sido recebidas.
Para que tal função seja habilitada consideraremos
que as mensagens são transmitidas em multicast
dentro de um grupo de processos (tendo em vista que
o multicast ordenado por causalidade é mais fraco que
o multicast totalmente ordenado).
•

14. • Utilizando esse esquema consideramos que se
duas mensagens não estiverem relacionadas
uma com a outra de modo nenhum, não
importara a ordem em que elas sejam
entregues.
• Consideramos também que os relógios
somente serão ajustados quando enviam e
recebem mensagens.
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15. Em particular notamos que ao enviar uma
mensagem, o processo P, só incrementara VC;{I}
DE 1, já ao receber uma mensagem m com
marca de tempo ts(m), ele só ajustara VC;[k]
para max {VC;[K] , ts(m)[k]}.
Agora supondo que P, receba de P. uma
mensagem m com marca de tempo (vetorial)
ts(m), a mensagem só será entregue quando as
seguintes condições sejam cumpridas
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16. 1– ts(m)[i] = VC;[I]+1 (nesta condição afirmamos que m é a
próxima mensagem que P, estava esperando do processo P)
2– ts(m)[k] ≤ VC;[k] para todo k≠i (nesta condição afirmamos
que P, viu todas as mensagem que foram vistas por P, quando
este enviou a mensagem m.
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17. OBSERVAÇÃO SOBRE ENTREGA
ORDENADA DE MENSAGENS
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• Alguns sistemas de middleware fornecem
suporte para multicast totalmente ordenado e
multicast ordenado por causalidade
• Como o middleware não pode dizer o que
uma mensagem realmente contem, só é
possível capturar causalidade potencial
• O segundo problema é que nem toda
causalidade pode ser capturada.

18. QUESTÕES DE ORDENAÇÃO
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• Assim como questões de comunicação
especificas de aplicação, podem ser
adequadamente resolvidas ao examinar a
aplicação com a qual esta correndo a
comunicação de mensagens, isso é conhecido
como argumento fim-a-fim em projeto de
sistemas.
• Uma desvantagem de ter somente soluções no
nível de aplicação é que um desenvolvedor tende
a se concentrar somente em questões

19. NÃO HÁ DUVIDAS?
11:37:03 Sistemas Distribuídos - Relógios Lógicos Fim enfim!

20. BIBLIOGRAFIA
Tanenbaum, Adrew S 1944 -
Sistemas distribuídos: princípios e paradigmas / Andrew S. Tanenbaum.
Maarten van Steen: [tradutora Arlete Simile Marques: revisor Técnico Wagner Zucchi].
2. ed. - São Paulo: Pearson Prentice Hall. 2007.
pág 147-152 – Relógios Lógicos
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