9주차 퀴즈 복습
1번 문제
응용 프로그램을 구현할 때 multiprocess 와 multithread 중 하나를 선택하는 기준은 어떤 것이 있는지 몇 가지 제시하세요.
[답안]
- 안정성과 자원 사용: 시스템의 안정성이 매우 중요한 경우, 멀티프로세스가 선호됩니다. 리소스가 제한적인 환경에서는 멀티스레드가 더 효율적일 수 있습니다.
- 구현의 복잡성: 스레드는 공유 메모리로 인해 동기화 문제가 복잡해질 수 있으므로, 개발자의 동시성 제어에 대한 이해도가 중요합니다.
- 응답 시간: 멀티스레드는 컨텍스트 스위칭이 빠르기 때문에, 더 빠른 응답 시간을 요구하는 경우 유리할 수 있습니다.
- 플랫폼 및 언어 지원: 사용 중인 프로그래밍 언어나 플랫폼이 멀티스레드 또는 멀티프로세스 중 어느 쪽을 더 잘 지원하는지도 중요한 요소가 될 수 있습니다.
2번 문제
데드락을 해결하기 위한 전략을 두 가지 이상 설명하십시오.
[답안]
데드락 해결 전략
- 데드락 예방(Deadlock Prevention)
이 접근법은 데드락 발생을 원천적으로 차단합니다. 데드락이 발생하는 네가지 필수 조건(상호 배제, 점유와 대기, 비선점, 순환 대기) 중 적어도 하나를 제거함으로써 데드락을 방지합니다.
예를 들어, 비선점 조건을 제거하면 어떤 리소스도 필요할 때 다른 프로세스에 의해 선점될 수 있으며, 이는 데드락을 방지할 수 있습니다. - 데드락 회피(Deadlock Avoidance)
데드락 회피는 시스템이 데드락 상태로 진입하는 것을 회피하는 전략입니다. 이를 위해 시스템은 리소스 할당 결정 시 데드락의 가능성을 고려합니다. 가장 유명한 예는 뱅커스 알고리즘(Banker's Algorithm)으로, 이는 프로세스에 리소스를 할당하기 전에 안전 상태를 유지할 수 있는지 확인합니다. 만약 할당으로 인해 데드락이 발생할 위험이 있다면, 리소스는 할당되지 않습니다. - 데드락 탐지 및 회복(Deadlock Detection and Recovery)
이 전략은 시스템이 데드락을 탐지하고, 이를 해결하기 위한 조치를 취하는 것을 포함합니다. 데드락 탐지는 주기적으로 리소스 할당 그래프를 검사하여 순환 대기 조건을 찾는 것으로 이루어질 수 있습니다. 데드락이 탐지되면, 시스템은 프로세스를 중지하거나 리소스 할당을 롤백하여 데드락을 해결합니다. - 자원의 상호 배제 제거(Ignoring Mutual Exclusion)
일부 경우에, 리소스의 상호 배제 조건을 제거할 수 있습니다.
예를 들어, 리소스가 복사가 가능하거나 공유가 가능한 경우, 여러 프로세스가 동시에 해당 리소스를 사용할 수 있습니다. 이러한 방식으로 상호 배제 조건을 제거함으로써 데드락 발생 가능성을 줄일 수 있습니다.
3번 문제
Semaphore와 Mutex의 특징과 주요 차이점은 무엇인가요?
[답안]
Semaphore
Semaphore는 공유 자원에 대한 접근을 제한하는 데 사용되며, 이는 특정 숫자로 초기화됩니다. 이 숫자는 동시에 해당 자원에 접근할 수 있는 스레드의 최대 수를 나타냅니다. 이러한 숫자는 스레드가 자원을 사용할 때마다 감소하고, 자원을 해제할 때마다 증가합니다.
Mutex (Mutual Exclusion)
Mutex는 공유 자원에 대한 접근을 단일 스레드에게만 허용합니다. 이는 주로 데이터의 무결성을 보호하기 위해 사용되며, 한 번에 하나의 스레드만이 공유 자원에 접근할 수 있도록 합니다. 소유권 개념을 가지고 있어, 잠금을 건 스레드만이 잠금을 해제할 수 있습니다.
→ 이 두 가지 메커니즘은 모두 동시성을 관리하고 데이터 무결성을 보장하는 데 필수적이지만, 사용되는 상황과 목적에 따라 선택됩니다. Mutex는 보다 엄격한 제어가 필요할 때, Semaphore는 여러 자원에 대한 동시 접근을 허용할 때, 특히 Counting Semaphore는 자원의 수량이 제한되어 있을 때 유용합니다.
4번 문제
다음 ANSI C 프로그램에서 출력되는 내용은 무엇인가요?
#include <stdio.h>
int f(int x, int *py, int **ppz)
{
int y, z;
**ppz += 1;
z = **ppz;
*py += 2;
y = *py;
x += 3;
return x + y + z;
}
int main()
{
int c, *b, **a;
c = 4;
b = &c;
a = &b;
printf("%d\n" , f(c, b, a));
return 0;
}[답안]
f(c, b, a)는 return x + y + z 와 같으므로 각각의 수를 구해야한다.
**ppz는 4 + 1 = 5 이다. → z = 5이다.
*py는 더블 포인터에 따라 **ppz + 2 이므로 5 + 2 = 7 이다. → y = 7 이다.
x는 c값에 += 3을 한 것이므로 4+3 = 7이다. → x = 7 이다.
그러므로 5 + 7 + 7 = 19 로 정답은 19가 맞다.
답: 19
5번 문제
다음 C 코드에서 발생하는 메모리 누수(memory leak)를 찾고, 해결 방안을 제시하세요.
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct {
int data;
char *description;
} item;
item* create_item(int data, const char *desc) {
item *new_item = (item *)malloc(sizeof(item));
if (new_item == NULL) {
return NULL;
}
new_item->data = data;
new_item->description = (char *)malloc(strlen(desc) + 1);
strcpy(new_item->description, desc);
return new_item;
}
int main() {
item *myItem = create_item(5, "Test Item");
printf("Item: %d, Description: %s\n", myItem->data, myItem->description);
// 다른 작업 수행
free(myItem); // 메모리 해제
return 0;
}[답안]
이 코드에서는 create_item 함수에서 item 구조체와 description 문자열에 대한 메모리를 할당합니다.
그러나 main 함수에서는 오직 item 구조체에 대해서만 메모리를 해제하고 있고, description 필드에 대한 메모리 해제가 누락되어 있습니다. 올바른 메모리 해제를 위해 main 함수에서 free(myItem->description); 을 추가해야 합니다.
