교착 상태(Deadlock)이란?
교착 상태란 시스템 자원에 대한 요구가 뒤엉킨 상태를 말한다.
즉 둘 이상의 프로세스나 가 다른 프로세스가 점유하고 있는 자원을 서로 기다릴 때 무한 대기 상태에 빠지는 것을 말한다.
위 사진 과 같이 process1과 process2가 자원1,2를 모두 필요로 한다고 가정했을 때
- process1이 자원1을 얻는다./process2가 자원2를 얻는다.
- process1이 자원 2를 기다린다./process2가 자원1을 기다린다.
현재 원하는 자원이 서로에게 할당 되어 있기 때문에 두 프로세스는 무한 대기 상태에 빠지게 된다.
교착상태(Deadlock)이 발생하는 경우
- 멀티프로그래밍 환경에서 한정 된 자원을 얻기 위해 서로 경쟁하는 경우
- 한 프로세스가 자원을 요청 하는 동시에 그 자원을 사용할 수 없는 상황이 발생하면서 프로세스기 대기 상태로 들어가는 경우
- 대기 상태로 들어간 프로세스들이 실행 상태로 변경 될 수 없는 경우
교착상태(Deadlock) 발생 조건
데드락이 발생하는 조건은 크게 4가지로 나눌 수 있으며 이 조건 중 한가지라도 해당하지 않으면 교착상태는 발생하지 않는다.
- 상호배제
- 자원은 한 번에 한 프로세스만 사용할 수 있다.
(사용중인 자원을 다른 프로세스가 사용하려면 요청한 자원이 해제 될 때까지 기다려야된다.)- 점유대기
- 최소한 하나의 자원을 보유하고, 다른 프로세스에 할당 된 자원을 점유하기 위해 대기하는 프로세스가 존재해야 된다.
- 비선점
- 이미 할당된 자원은 강제로 빼앗을 수 없다.
(프로세스가 자원의 사용을 끝낼 때까지는 그 자원을 빼앗을 수 없음)- 순환대기
- 각 프로세스는 순환적으로 다음 프로세스가 요구하는 자원을 가지고 있다.
교착상태(Deadlock) 해결 방법
- 예방(prvention) : 데드락이 발생하지 않도록 예방한다.
- 상호배제 부정 : 여러 프로세스가 공유 자원 사용
- 점유대기 부정 : 프로세스 실행 전 모든 자원을 할당
- 비선점 부정 : 자원 점유 중인 프로세스가 다른 자원을 요구할 때 가진 자원 반납
- 순환대기 부정 : 자원에 고유번호 할당 후 순서대로 자원 요구
- 회피(avoidance) : 데드락 발생 가능성을 인정하면서도 적절하게 회피하기
- 은행원 알고리즘(Banker's Algorithm)
: 은행에서 모든 고객의 요구가 충족되도록 현금을 할당하는데서 유래한 것으로
프로세스가 자원을 요구할 때,시스템은 자원을 할당한 후에도 안정 상태로 남아있게 되는지를 사전에 검사하여 안정 상태의 경우 자원할당, 아닐 경우 다른 프로세스들이 자원 해지까지 대기하여 데드락 발생을 회피한다.
(안정 상태란? 시스템의 프로세스들이 요청하는 모든 자원을 데드락을 발생시키지 않으면서 차례대로 모두에게 할당해 줄 수 있는 상태)- 탐지(detection) 및 회복(Recovery) : 데드락 발생을 허용하지만 데드락을 탐지하여, 데드락에서 회복하기
- 탐지
: Available,Allocation,Request등을 통해 시스템에 데드락이 발생했는지 여부를 탐색한다.
- Available: 각 형태별로 사용 가능한 자원 수
- Allocation: 현재 프로세스에 할당 되어 있는 각 형태의 자원 수
- Request :각 프로세스의 현재 요청 표시
- 회복
- 프로세스 종료 방법 : 데드락이 제거 될 때까지 프로세스를 중지한다.
- 자원 선점 방법 : 데드락이 발생한 프로세스가 점유하고 있는 자원을 선점해 다른 프로세스에게 할당한다.
🙇 참고 사이트 🙇
https://chanhuiseok.github.io/posts/cs-2/ https://gyoogle.dev/blog/computer-science/operating-system/DeadLock.html https://velog.io/@heetaeheo/DeadLock https://hoyeonkim795.github.io/posts/%ED%83%90%EC%A7%80%EC%95%8C%EA%B3%A0%EB%A6%AC%EC%A6%98/
