Deadlock 이란?
프로세스가 자원을 얻지 못해 다음 처리를 하지 못하는 상태를 '교착 상태' = 데드락 이라 부른다.
이는 시스템적으로 한정된 자원을 여러 곳에서 사용하려고 할 때 발생한다.
데드락이 일어나는 경우
프로세스 1,2가 자원 1,2를 얻어야한다고 가정해보면
t1 : p1이 리소스 1를 얻고 p2 리소스 2를 얻는다
t2 : p1은 리소스 2를, p2는 리소스 1을 기다린다.
서로 원하는 리소스가 상대방에게 할당되어 있기 때문에, 두 프로세스는 무한정 기다리게 되는데 이런 상태를 데드락이라고 한다.
발생되는 다른 상황
- 멀티 프로그래밍 환경에서 한정된 자원을 사용하려고 서로 경쟁하는 상황일 발생할 수 있다.
- 어떤 프로세스가 자원을 요청 했을 때, 그 시각에 그 자원을 사용할 수 없는 상황이 발생할 수 있다. 이 때, 프로세스가 대기 상태로 들어가게 된다.
- 대기 상태로 들어간 프로세스들이 실행 상태로 변경 될 수 없을 때, 교착 상태
데드락 발생 조건
4가지가 동시에 성립 될 때 발생한다. 즉, 하나라도 성립되지 않는다면 교착 상태를 해결할 수 있다.
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상호 배제 (Mutual Exculsion)
자원은 한 번에 한 프로세스만! -
점유 대기 (Hold and Wait)
최소한 하나의 자원을 점유하고 있으면서 다른 프로세스에 할당되어 있는 자원을 추가로 점유하기 위해 대기하는 프로세스 존재! -
비선점 (No Preemption)
다른 프로세스에 할당된 자원은 사용이 끝날 때까지 강제적으로 빼앗을 수 없다! -
순환 대기 (Circular wait)
프로세스의 집합(P0,P1, ~ ,PN)에서 P0이 P1이 점유한 자원을 대기하고 P1은 P2가 점유한 자원을 대기하고 .. PN-1은 PN이 점유한 자원을 대기하고 PN은 P0이 점유한 자원을 요구해야 한다!
데드락 처리
1) 예방
교착 상태 발생 조건 중 하나를 제거함으로 해결하는 방법
단점: 자원 낭비가 심하다.
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상호 배제 부정
여러 개의 프로세스가 공유 자원을 사용할 수 있도록 한다. -
점유 대기 부정
프로세스가 실행되기 전 필요한 모든 자원을 할당한다. -
비선점 부정
자원을 점유하고 있는 프로세스가 다른 자원을 요구할 때 점유하고 있는 자원을 반납하고 요구한 자원을 사용하기 위해 기다리게 한다. -
순환 대기 부정
자원에 고유한 번호를 할당하고 번호 순서대로 자원을 요구하도록 한다.
2) 회피
교착 상태가 발생하면 피해가는 방법
- 은행원 알고리즘
은행에서 모든 고객의 요구가 충족되도록 현금을 할당하는데서 유래했다. 프로세스가 자원을 요구할 때, 시스템은 자원을 할당한 후에도 안정 상태로 남아있게 되는지 사전에 검사해서 교착 상태를 회피한다.
안정 상태면 자원 할당하고 아니면 다른 프로세스들이 자원을 해지하기까지 대기한다.
3) 탐지
자원 할당 그래프를 통해 교착 상태를 탐지한다.
단점: 자원 요청 시, 탐지 알고리즘을 실행시켜 그에 대한 오버헤드가 발생
4) 회복
교착 상태를 일으킨 프로세스를 종료하거나, 할당된 자원을 해제시켜 회복시키는 방법
프로세스 종료 방법
- 교착 상태의 프로세스를 모두 중지
- 교착 상태가 제거될 때까지 하나씩 프로세스 중리
자원 선점 방법
- 교착 상태의 프로세스가 점유하고 있는 자원을 선점해 다른 프로세스에게 할당 (해당 프로세스 일시 정지 시킴)
- 우선 순위가 낮은 프로세스나 수행 횟수 적은 프로세스 위주로 프로세스 자원 선점
