운영체제 7장 - 교착 상태(Deadlock)

게시 2024/03/22

By Dukgukim

7.1 시스템 모델

자원
- 유한한 개수의 자원
- 물리적 자원(CPU 사이클, 메모리 공간, I/O 장치), 논리적 자원(파일, 세마포어, 뮤텍스 락)
프로세스의 자원 이용 과정은 요청, 사용, 방출 및 해제 과정으로 이루어짐
교착 상태(Deadlock)
- 모든 프로세스가 한 자원을 점유하고, 같은 집합의 다른 프로세스가 점유한 자원의 획득을 기다리는 상태. 모든 프로세스가 진행되지 못하는 상태

상호 배제(Mutual exclusion) : 한번에 한 프로세스만 사용할 수 있는 자원이 적어도 하나 이상 존재
점유 대기(Hold and Wait) : 최소 하나의 자원을 점유하고, 다른 프로세스가 점유한 자원을 대기
비선점(Non-promption) : 자원이 강제 방출 불가, 자발적으로만 방출만 가능
순환 대기(Circular wait) : 각 프로세스는 순환적으로 다음 프로세스가 요구하는 자원을 가지고 있음
- 자원 할당 그래프
- 교착상태 발견을 위해 프로세스와 자원과의 관계와 할당 상태를 표현하는 그래프
- 자원 할당 그래프에 사이클이 있다면, deadlock이 발생 가능성 있음

교착 상태 예방(prevention)
- 4가지 필요 조건 중, 하나 이상을 만족하지 않게 함
교착 상태 회피(avoidance)
- 부가적인 정보를 사용하여, 자원 요청을 위해 프로세스가 대기할지 여부를 결정함.
- 자원 할당 상태의 부가 정보를 통해 자원을 할당함
교착 상태 탐지(detection) 후 복구(recovery)
- deadlock 상태 허용
- deadlock detection 알고리즘과 deadlock recovery 알고리즘으로 구성됨
교탁 상태 무시
- deadlock이 자주 발생하지 않기 때문에, 무시해버림
- 수작업으로 복구해야함
- 대부분의 운영체제에 사용. 응용프로그램의 deadlock 방지는 응용 프로그래머 책임

상호 배제 거부
- 동시 공유 가능 자원을 상호배제 하지 않음(ex) 읽기전용 파일)
- 동시 공유 불가능 자원은 상호배제 해야함
점유 대기 조건 거부
- 자원을 요청할 때에 다른 자원을 점유하지 않은 상태에서 자원을 요청하도록 함
- 자원 할당시 두가지 방법 가능
  1. 필요 자원을 한꺼번에 모두 할당 받는 방법
    - 가지고 쓰지 않을 수 있어 자원 이용율이 떨어짐
  2. 점유 자원을 반납 후, 필요한 자원을 추가 요청하는 방법
    - 쓰고 반납해야하므로 오버헤드가 발생. 기아 가능성
비선점 조건 거부
- 어떤 자원을 점유한 프로세스가 다른 자원을 요청하여 즉시 받을 수 없다면
- 두가지 방법이 가능
  1. 현재 모든 자원 반납 후 대기 상태로 전환
  2. 요청한 자원을 이용할 수 없거나, 다른 대기 프로세스가 점유하지 않았다면 대기 상태가 됨
순환 대기 거부
- 모든 자원에 전체적인 순서 부여
- 여러개의 자원이 필요한 경우 오름차순