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목차 교착상태(Dead Lock) 해결 방법 일반적으로 교착 상태를 해결하는 방법에는 세 가지가 있습니다. 교착 상태 예방(Prevention) 또는 회피(Avoidance) 교착 상태가 되지 않도록 합니다. 교착 상태 탐지(Detection) 및 복구(Recovery) 교착 상태가 탐지되면 시스템에 문제가 발생하지 않도록 조치를 취합니다. 교착상태 무시(Ignore) 교착 상태가 정말 드물게 발생하는 경우(1년에 한번) 교착 상태 예방 또는 탐지와 관련된 지속된 오버헤드 및 성능 저하를 발생 시키는 것보다 교착 상태가 발생하도록 하고 필요에 따라 재부팅하는 것이 더 나을 수 있습니다. (Unix 및 window를 포함한 대부분의 운영체제가 사용하는 방법) 교착 상태 예방 (Deadlock Prevent..

목차 교착상태(Dead Lock) 알아보기 교착상태(Dead Lock)은 상호 배제에 의해 나타나는 문제점으로, 둘 이상의 프로세스들이 자원을 점유한 상태에서 서로 다른 프로세스가 점유하고 있는 자원을 요구하며 무한 대기하는 현상을 의미합니다. 교착상태 조건 교창상태가 일어나려면 다음과 같은 네 가지 조건을 모두 충족시켜야 합니다. 상호 배제 (Mutual exclusion) 자원은 한 번에 한 프로세스만이 사용할 수 있어야 한다. 점유 대기 (Hold and wait) 최소한 하나의 자원을 점유하고 있으면서 다른 프로세스에 할당되어 사용하고 있는 자원을 추가로 점유하기 위해 대기하는 프로세스가 있어야 한다. 비선점 (No preemption) 다른 프로세스에 할당된 자원은 사용이 끝날 때까지 강제로 빼..

목차 Process synchronization: 모니터(monitor) 세마포어는 동시성 문제를 해결하는데 유용하지만 프로그래머가 올바르게 사용하지 않으면 타이밍 문제가 발생할 수 있습니다. 타이밍 문제란 타이밍에 따라 문제가 발생할 수도 발생하지 않을 수도 있는 것을 의미하는데 이러한 문제는 대처하기 까다롭고 디버깅에 어려움을 줍니다. 이러한 타이밍 문제를 해결하기 위해 모니터라는 기법이 개발되었습니다. 모니터는 프로세스 간의 상호 배제를 달성하기 위해 프로그래밍 언어로 지원됩니다. Java 및 C # 등은 해당 언어로 내장된 모니터를 제공합니다. Java - Synchronized 키워드 C # - lock 키워드 세마포어는 프로그래머가 signal과 wait 함수를 사용해서 동기화를 구현해야 하는..

목차 동기화 문제 (Problems of Synchronization) 동기화에는 다음과 같은 고전적인 문제들이 있습니다. Bounded-buffer (Producer-Consumer) Problem The Readers-Writers Problem 식사하는 철학자 문제(The Dining-Philosophers Problem) 이번에는 세마포어를 사용하여 고전적인 문제들을 해결방법에 대해서 알아보도록 하겠습니다. Bounded-buffer (producer-consumer) problem 생산자 소비자 문제라고도 하는 경계 버퍼 문제는 동기화의 고전적인 문제 중 하나입니다. 문제 설명 n개의 슬롯의 버퍼가 있으며 각 슬롯은 하나의 데이터를 저장할 수 있습니다. 실행 중인 두 개의 프로세스, 즉 생산자(..

목차 스핀락(Spin lock), 뮤텍스(Mutex), 세마포어(Semaphore) 알아보기 스핀 락(Spin lock) 스핀 락(Spin lock)은 임계 구역에 진입이 불가능할 때 진입이 가능할 때까지 루프를 돌면서 재시도하는 방식으로 구현된 락을 가리킵니다. 임계 구역 진입 전까진 루프를 계속 돌고 있기 때문에 busy waiting이 발생하게 됩니다. 다음은 spin lock을 사용하고 있는 세마포어 함수의 예입니다. wait(S) { while (S value list; // 프로세스를 큐에 넣고 block(); // block 시킴 } } signal(semaphore *S) { S->value++; if (S->val..

목차 상호 배제 여러 가지 기법들 : HW solution 상호 배제를 보장하기 위해 하드웨어에서 제공하는 방법에 대해서 알아보도록 하겠습니다. TestAndSet (TAS) instruction TestAndSet 명령어는 동시성을 제어 어하기 위한 동기화 명령어 중 하나로서, 하드웨어의 도움을 받아 수행됩니다. 이 명령어는 test 와 set을 한 번에 수행하는 기계어(machine instruction)입니다. // target을 검사하고, target 값을 true로 변경 boolean TestAndSet (boolean *target) { //

목차 상호 배제 여러 가지 기법들 : SW solution 소프트웨어를 이용하여 상호 배제를 보장하는 알고리즘은 여러 가지가 있습니다. 데커의 알고리즘 (Dekker's algorithm) 피터슨의 알고리즘 (Peterson's algorithm) 다익스트라 알고리즘 (Dijkstra algorithm) 램포트의 베어커리 알고리즘 (Lamport's bakery algorithm) 데커의 알고리즘 (Dekker's algorithm) 프로세스 두 개일때 상호 배제를 보장하는 최초의 알고리즘입니다. flag는 누가 CS(Critical Section)에 진입할 것인지 알리는 변수이고, turn은 누가 CS에 들어갈 차례인지 알리는 변수입니다. while(1) { // 프로세스i의 진입 영역 flag[i] ..

목차 상호 배제(mutual exclusion) 상호 배제란 둘 이상의 프로세스가 동시에 임계 영역(CS : Critical Section)에 진입하는 것을 방지하기 위해 사용되는 알고리즘입니다. 공유 자원의 동시 사용을 방지하여 race condition과 같은 문제를 피할 수 있습니다. 상호 배제 기본 연산 enterCS() primitive (primitive: 기본 연산) Critical section 진입 전 다른 프로세스가 critical section 안에 있는지 검사를 합니다. Critical section에 다른 프로세스가 있다면 비어 있을 때까지 대기를 합니다. exitCS() primitive Critical section을 벗어날 때의 후처리 과정을 합니다. Critical sect..

목차 process synchronization : 임계 구역 (critical section) & 경쟁상태 (race condition) 공유 데이터(shared data)의 동시 접근(concurrent access)은 데이터의 불일치 문제(inconsistency)를 발생시킬 수 있습니다. process synchronization은 일관성(consistency)을 위해 협력 프로세스 간의 실행 순서를 정해주는 메커니즘이 입니다. 임계 구역 (critical section) 임계 구역이란 한 번에 하나의 프로세스만 액세스 할 수 있는 코드 영역을 말합니다. 프로세스는 일반적으로 4가지 코드 영역으로 나뉩니다. do { entry section critical section exit section r..

목차 프로세스 간 통신 (IPC : Interprocess Communication) 알아보기 프로세스가 동시에 실행될 때 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 독립적 프로세스(Independent process) 다른 프로세스에게 영향을 주거나 받을 수 없는 프로세스입니다. 독립적 프로세스는 데이터를 공유하지 않습니다. 협력 프로세스(Cooperating process) 다른 프로세스에게 영향을 주거나 받을 수 있는 프로세스입니다. 협력 프로세스는 데이터를 공유합니다. 협력 프로세스는 다음과 같은 장점이 있습니다. 정보 공유 여러 사용자가 상태나 데이터를 주고받으며 정보를 공유할 수 있습니다. 계산 속도 향상 여러 프로세스가 동시에 작업을 병렬로 처리하기 때문에 속도를 높일 수 있습니다. 모듈성 시스템..