Semaphores

• Semaphore S
• P(S) - 공유 데이터를 획득하는 과정
• V(S) - 공유 데이터를 반납하는 과정

Deadlock

• 둘 이상의 프로세스가 서로 상대방에 의해 충족될 수 있는 event를 무한히 기다리는 현상

Starvation

• indefinite blocking - 프로세스가 suspend된 이유에 해당하는 세마포어 큐에서 빠져나갈 수 없는 현상

Classical Problems of Synchronization

• Bounded-Buffer Problem - 크기가 유한한 공유 버퍼
  • 생산자 프로세스는 데이터를 만들어서 버퍼에 넣어줌
  • 소비자 프로세스는 데이터를 꺼내감
  • 생산자 둘이 한곳에 넣으려는 작업을 할 수 있음 - 입력, 꺼내갈시 Lock을 걸어주는 것으로 해결
  • 비어있는 버퍼가 없으면 - 생산자는 빌때까지 기다림
• Readers and Writers Problem - 읽기 쓰기 문제
  • 한 프로세스는 읽는 프로세스 한 프로세스는 쓰는 프로세스
  • 동시접근하면 안됨 - read는 여럿이 해도 괜찮음
  • Writer가 접근허가를 아직 얻지 못한 상태면 - Reader들은 다 접근 허용
  • Writer는 대기중인 Reader가 하나도 없을때 접근 허용
• Dining-Philosophers Problem

Monitor

• Semaphore의 문제점 - 코딩하기 힘들다 - 정확성 입증이 어렵다 - 자발적 협력이 필요하다 - 한번의 실수가 모든 시스템에 치명적
• 동시 수행중인 프로세스 사이에서 abstract data type의 안전한 공유를 보장하기 위한것
• 모니터 내에서는 한번에 하나의 프로세스만이 활동 가능
• 프로세스가 모니터 안에서 기다릴 수 있도록 하기 위해 condition vatiable 사용
• Condition variable은 wait과 signal 연산에 의해서만 접근 가능

Deadlocks

• 일련의 프로세스들이 서로가 가진 자원을 기다리며 block된 상태
• Resource
  • 하드웨어, 소프트웨어 등을 포함하는 개념 - I/O device, CPU cycle, memory space…
  • 프로세스가 자원을 사용하는 절차 - Request - Allocate - Use - Release

Deadlock 발생의 조건

• Mutual exclusion - 매 순간 하나의 프로세스만이 자원을 사용할 수 잇음
• No preemption - 프로세스는 자원을 스스로 내어놓을 뿐 강제로 빼앗기지 않음
• Hold and wait - 자원을 가진 프로세스가 다른 자원을 기다릴 때 보유 자원을 놓지 않고 계속 가지고 잇음
• Circular wait - 자원을 기다르는 프로세스간에 사이클이 형성되어야 함

Deadlock의 처리 방법

• Deadlock Prevention - 자원 할당 시 Deadlock의 4가지 필요 저건 중 어느 하나가 만족되지 않도록 하는 것
• Deadlock Avoidance - 자원 요청에 대한 부가적은 정보를 이용해서 deadlock의 가능성이 없어지는 경우에만 자원을 할당
• Deadlock Detection and recovery - Deadlock 발생은 허용하되 그에 대한 detection 루틴을 두어 deadlock발견시 recover
• Deadlock ignorance - Deadlock을 시스템이 책임지지 않음 - UNIX를 포함한 대부분의 OS가 채택