※ 전남대학교 박태준 교수님의 운영체제 강의를 듣고, 정리한 내용입니다.
생산자 - 소비자 문제 ( Producer - Consumer Problem )
공유 버퍼를 사이에 두고, 생산자와 소비자간 공유버퍼를 문제없이 사용하도록 생산자와 소비자를 동기화시키는 문제를 생산자 - 소비자 문제 라고 합니다.
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생산자 : 데이터를 공급 ( Inqueue )
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소비자 : 데이터를 처리 ( Dequeue )
생산자는 수를 늘리면서 물건을 채우고, 소비자는 수를 줄이면서 물건을 소비하는 형식 입니다.
이때, 생산자 코드와 소비자 코드가 동시에 실행될 경우 문제가 발생합니다.
생산자 - 소비자에서 고려해야할 3가지 문제점
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상호 배제 해결
- 생산자들과 소비자들의 공유 버퍼에 대한 상호 배제
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비어있는 공유 버퍼 문제
- 비어 있는 공유 버퍼를 소비자가 읽으면 안됨
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꽉 찬 공유 버퍼 문제
- 꽉 찬 공유 버퍼에 생산자가 더 이상 데이터를 입력하면 안됨
해결책 : 세마포어 2개를 이용!
읽기용 세마포어와 쓰기용 세마포어를 구분지어 문제를 해결할 수 있습니다.
읽기용 세마포어
먼저 읽기 가능한 버퍼의 갯수를 확인합니다.
버퍼가 비어있는 상태에서 소비자가 읽으려고 하는 경우, 소비자에게 기다리라는 신호 ( wait ) 를 보내게 됩니다.
이로써 비어있는 버퍼 문제를 해결할 수 있습니다.
쓰기용 세마포어
먼저 쓰기 가능한 버퍼의 갯수를 확인합니다.
버퍼가 가득 찬 상태에서 생산자가 쓰려고 할 때, 생산자에게 기다리라는 신호 ( wait ) 를 보내게 됩니다.
이로써 꽉 찬 공유 버퍼 문제를 해결할 수 있습니다.
알고리즘으로 표현
위의 케이스들을 알고리즘으로 표현하면 다음과 같습니다.
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R : 버퍼에 읽기 가능한 버퍼의 개수
- 0 일 경우 ( 비어있는 경우 ) 대기
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W : 버퍼에 있는 쓰기 가능한 버퍼의 개수
- 0 일 경우 ( 꽉 차있는 경우 ) 대기
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M : 뮤텍스, 생산자 소비자 모두 사용
