<학습목표>
- 교착 상태가 무엇인지 이해한다.
- 교착상태는 어떤 상황헤서 발생하는지 이해한다.
- 교탁 상태를 예방하고, 회피하고, 검출하는 방법에 대해 학습한다.
🎇 교착 상태
일어나지 않을 사건을 기다리며 진행이 멈춰 버리는 현상
🔍 교착 상태를 해결하기 위한 방법
- 교착 상태가 발생했을 때의 상황을 정확히 표현해 보기
- 교착 상태가 일어나는 근본적인 이유에 대해 알기
🔗 자원 할당 그래프
어떤 프로세스가 어떤 자원을 사용하고 있고, 또 어떤 프로세스가 어떤 자원을 기다리고 있는지를 표현한 간단한 그래프
◼ 자원 할당 그래프 그리는 규칙
- 프로세스는 원, 자원의 종류는 사각형으로 표현
- 사용할 수 있는 자원의 개수는 자원 사각형 내에 점으로 표현
- 프로세스가 어떤 자원을 할당받아 사용 중이라면 자원에서 프로세스를 향해 화살표를 표시
- 프로세스가 어떤 자원을 기다리고 있으면 프로세스에서 자원으로 화살표 표시
🔍 교착 상태를 표현한 자원 할당 그래프
➡ 교착 상태가 발생한 상황은 자원 할당 그래프가 원의 형태를 띄고 있음
- 단, 자원 할당 그래프가 원형을 띄고 있다고 해서 모두 교착 상태인 것은 아님
🔗 교착 상태 발생 조건
- 상호 배제
- 점유와 대기
- 비선점
- 원형 대기
⚪ 상호 배제
한 프로세스가 사용하는 자원을 다른 프로세스가 사용할 수 없는 상황에서 교착 상태가 발생할 수 있음
⚪ 점유와 대기
어떠한 자원을 할당받은 상태에서 다른 자원을 할당받기를 기다린다면 교착 상태가 발생할 수 있음
⚪ 비선점
프로세스가 자원을 비선점(강제로 빼앗을 수 없음)하고 있으면 교착상태가 발생할 수 있음
⚪ 원형 대기
자원 할당 그래프가 원형으로 그려지면 교착 상태가 발생할 수 있음
➡ 네 가지 조건 중 하나라도 만족하지 않는다면 교착 상태가 발생하지 않지만, 모두 만족한다면 교착 상태가 발생할 가능성이 있음
🎇 교착 상태 해결 방법
- 예방
- 회피
- 검출 후 회복
🔗 교착 상태 예방
교착 상태를 예방하는 방법은 교착 상태 발생 필요 조건 네가지 중 하나를 충족 못 하게 하는 방법
⚪ 상호 배제 없애기
- 상호 배제를 없애는 것은 모든 자원을 공유 가능하게 만든다는 것 ➡ 현실적으로 무리
⚪ 점유와 대기 없애기
-
운영체제는 특정 프로세스에 자원을 모두 할당하거나, 아예 할당하지 않는 방식으로 배분함
단점 1: 자원의 활용률이 낮아질 우려가 있음- 당장 자원이 필요해도 기다려야 하고, 사용하지 않으면서 오랫동안 할당되는 자원을 다수 양산하기 때문임
단점 2: 많은 자원을 사용하는 프로세스가 불리해짐- 자원을 많이 사용하는 프로세스는 자원을 적게 사용하는 프로세스에 비해 동시에 자원을 사용할 타이밍을 확보하기가 어려움
➡많은 자원을 필요로 하는 프로세스가 무한정 기다리게 되는기아현상야기
- 자원을 많이 사용하는 프로세스는 자원을 적게 사용하는 프로세스에 비해 동시에 자원을 사용할 타이밍을 확보하기가 어려움
⚪ 비선점 조건 없애기
선점하여 사용할 수 있는 일부 자원에 대해서는 효과적이나, 모든 자원이 선점 가능한 것은 아니기 때문에 다소 범용성이 떨어지는 방안
⚪ 원형 대기 조건 없애기
모든 자원에 번호를 붙이고, 오름차순으로 자원을 할당하면 원형 대기는 발생하지 않음
장점: 앞선 세가지 방식보단 비교적 현실적이고 실용적인 방식단점 1: 모든 컴퓨터 시스템 내에 존재하는 수많은 자원에 번호를 붙이는 것이 간단하지 않음단점 2: 각 자원에 어떤 번호를 붙이는지에 따라 특정 자원의 활용률이 떨어질 수 있음
⭐ 교착 상태 예방 방식은 교착 상태가 발생하지 않음을 보장할 수는 있지만, 여러 부작용이 따름
🔗 교착 상태 회피
프로세스들에 배분할 수 있는 자원의 양을 고려하여 교착상태가 발생하지 않을 정도의 양만큼만 자원을 배분하는 방법
-
안전 상태: 교착 상태가 발생하지 않고 모든 프로세스가 정상적으로 자원을 할당받고 종료될 수 있는 상태 -
불안전 상태: 안전 순서열이 없어서 교착 상태가 발생할 수도 있는 상황 -
안전 순서열: 교착 상태 없이 안전하게 프로세스들에 자원을 할당할 수 있는 순서
➡ 운영체제가 교착 상태를 회피하기 위해서는 시스템 상태가 안전상태에서 안전상태로 움직이는 경우에만 자원을 할당하면 됨
➡ 즉, 교착 회피 방식은 항시 안전 상태를 유지하도록 자원을 할당하는 방식
🔗 교착 상태 검출 후 회복
교착 상태 발생을 인정하고 사후에 조치를 하는 방식
⚪ 선점을 통한 회복
- 교착 상태가 해결될 때까지 한 프로세스씩 자원을 몰아주는 방식
- 즉, 다른 프로세스로부터 자원을 강제로 빼앗고 한 프로세스에 할당하는 방식
⚪ 프로세스 강제 종료를 통한 회복
- 가장 단순하면서 확실한 방식
강제 종료 1번 - 교착 상태에 놓인 프로세스를 모두 강제 종료
장점: 한 방에 교착 상태를 해결할 수 있는 가장 확실한 방식단점: 프로세스들이 작업 내역을 잃게 될 가능성이 있음
강제 종료 2번 - 교착 상태가 없어질 때까지 한 프로세스씩 강제 종료
장점: 작업 내역을 잃는 프로세스는 최대한 줄일 수 있음단점: 교착 상태가 없어졌는지 여부를 확인하는 과정에서 오버헤드 야기
