T2 DSD - Desenvolvimento de Sistemas Paralelos e Distribuídos - Simulador de Malha Viária

Aplicação em Java/JavaFX que simula o tráfego de carros em uma malha viária, utilizando Threads e implementando controle de concorrência por meio de Semáforo e Monitor Java (synchronized).

Créditos

• Professor: Fernando dos Santos
• Integrantes: André Henrique Ludwig, Vitor André Gehrke

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Visão Geral

A aplicação simula carros transitando em uma malha viária, demonstrando dois mecanismos de exclusão mútua para garantir que apenas um veículo acesse regiões críticas como quadrantes da malha, ou mais especificamente, cruzamentos destas:

1. Semáforo (SimulacaoControllerSemaforo e CarroSemaforo)
2. Monitor Java (SimulacaoControllerMonitor e CarroMonitor), com blocos synchronized nos métodos críticos.

A interface gráfica desenvolvida em JavaFX exibe a malha e anima o fluxo de veículos.

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Tecnologias

• Java 21
• JavaFX 21
• Maven

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Estrutura do Projeto

server/
├── pom.xml
└── src
    ├── main
    │   ├── java/br/udesc/dsd
    │   │   ├── Main.java
    │   │   ├── controller
    │   │   │   ├── ISimulacaoController.java
    │   │   │   ├── MalhaController.java
    │   │   │   ├── SimulacaoControllerMonitor.java
    │   │   │   └── SimulacaoControllerSemaforo.java
    │   │   ├── factory/ControllerFactory.java
    │   │   ├── model
    │   │   │   ├── CarroMonitor.java
    │   │   │   ├── CarroSemaforo.java
    │   │   │   ├── Direcao.java
    │   │   │   ├── ICarro.java
    │   │   │   ├── MalhaViaria.java
    │   │   │   └── Quadrante.java
    │   │   └── view
    │   │       ├── MainFX.java
    │   │       └── MalhaView.java
    │   └── resources
    │       ├── malha-exemplo-1.txt
    │       ├── malha-exemplo-2.txt
    │       └── malha-exemplo-3.txt
    └── test/java

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Pré-requisitos

1. Java 21 instalado e JAVA_HOME configurado.
2. Maven (>=3.6).

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Como Compilar e Executar

Execução via Maven (recomendado)

cd server
mvn clean javafx:run

Gerar JAR e Executar com --module-path

Ajuste o caminho de acordo com sua instalação ou repositório local Maven (caso não use SDK separado). Exemplo genérico:

java \
--module-path /caminho/para/javafx/sdk/lib \
--add-modules javafx.controls \
-jar target/server-1.0-SNAPSHOT.jar

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Mecanismos de Exclusão Mútua

Semáforo

• Implementado em SimulacaoControllerSemaforo, CarroSemaforo e na classe Quadrante.
• Cada Quadrante contém um Semaphore, usado para garantir que haja apenas um carro naquele quadrante por vez.
• Antes de entrar no quadrante, o carro utiliza semaphore.tryAcquire() para tentar ocupar o espaço; ao sair, chama semaphore.release().

Monitor Java (synchronized)

• Implementado em SimulacaoControllerMonitor e CarroMonitor.
• Blocos synchronized em métodos de acesso à região crítica (quadrante), utilizando o lock intrínseco de cada objeto (monitor Java).
• Garante que apenas um carro execute a seção crítica por vez.
• Uso de wait() e notifyAll() para coordenar threads e evitar deadlocks.

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Arquivos de Exemplo

Localizados em src/main/resources:

• malha-exemplo-1.txt
• malha-exemplo-2.txt
• malha-exemplo-3.txt

Para carregar uma malha diferente, selecione o arquivo na interface e clique em Iniciar Simulação.

Também é possível incluir uma malha customizada adicionando o arquivo .txt em src/main/resources/, junto às malhas exemplo.