[OS]운영체제_9

교착상태 (Deadlocks)

• 프로세스는 실행을 위해 여러 자원을 필요로 한다.
  • CPU,메모리,파일,프린터, ..
  • 어떤 자원은 갖고 있으나 다른자원을 갖지 못할때
  • 다른 프로세스 역시 다른 자원을 가지려고 대기할때 교착상태 가능성
• 교착상태 필요조건
  • Mutual exclusion (상호베타)
  • Hold and wait (보유 및 대기)
  • No Preemption(비선점)
  • Circular wait(환형대기)

교착상태처리

• 교착상태 방지
• Deadlock Prevention
• 교착상태 4가지 필요조건중 하나라도 만족 안되게해야함
• 상호베타를 깨는방법
  • 자원을 공유 가능하게, 원천적으로 불가능 하다 (CPU , MEMORY , DESC )등을 공유하는것은 불가능에 가깝다
• 보유 및 대기를 깨는 방법
  • 자원을 가지고 있으면서 다른 자원을 기다리지 않게
  • 자원이 없는 상태에서 모든 자원대기 , 일부 자원만 가용하면 보유자원을 모두 놓아주기
  • 단점 : 자원활용률 저하 , 기아
• 비선점
  • 자원을 강제로 뺏어서 선점가능하게 , 원천적불가능 하다(예: 프린터)
• 환형대기
  • 자원에 번호부여 , 번호 오름차순으로 자원 요청
  • 단점 : 자원활용률 저하
• 교착상태 회피
• Deadlock avoidance
  • 교착상태 = 자원 요청에 대한 잘못된 승인
• 예제
  • 12개의 magnetic tape 및 3개의 process
  • 안전한 할당(Safe allocation)

Process	Max needs	Current needs
p0	10	5
p1	4	2
p2	9	2

• 불안정한 할당(Unsafe allocation)

Process	Max needs	Current needs
p0	10	5
p1	4	2
p2	9	3

• 불안전 할당 > 교착상태

• 대출전문 은행과 유사 : Banker’s Algorithm

• 교착상태 검출 및 복구
  • 교착상태가 일어나는것을 허용
  • 주기적 검사
  • 교착상태 발생시 복구
  • 검출 : 검사에 따른 추가부담(overhead): 계산 , 메모리
  • 복구 : 프로세스 일부강제종료, 자원선점하여 일부 프로세스에게 할당
• 교착상태 무시
  • 실제로는 잘 안일어나기 떼문에 대비책을 따로 조치 하지않음

정리

컴퓨터에서 제일 중요한 자원은 CPU이다. CPU자원을 관리하는 부서가 OS에서 Process Management 부서! CPU시간 제어 : CPU Scheduler OS안에서 CPU 동기화 관리: Process synchronization > 교착상태를 어떻게 해결하는가?

모니터

• 모니터 (Monitor)
  • 세마포 이후 프로세스 동기화 도구
  • 세마포 보다 고수준 개념
• 구조
  • 공유자원 + 공유자원 접근함수
  • 2개의 queues: 배타동기 + 조건동기
  • 공유자원 접근함수에는 최대 1개의 쓰레드만 진입
  • 진입 쓰레드가 조건동기로 블록되면 새 쓰레드 진입가능
  • 새 쓰레드는 조건동기로 블록된 쓰레드를 깨울 수 있다.
  • 깨워진 쓰레드는 현재 쓰레드가 나가면 재진입할 수 있다

자바 모니터

• 자바의 모든 객체는 모니터가 될 수 있다.
  • 배타동기 : 공통변수에 한 쓰레드만 접근가능하다.synchronized 키워드 사용하여 지정
  • 조건동기 : wait() , notify() : 하나만깨움 , notifyAll() : 모두다깨움 메소드 사용

class C {
    private int value, …;
    synchronized void f() {
    ... }
    synchronized void g() {
    ... }
    void h() {
    ... }
}