[CS] 교착상태(DeadLock) 기아상태(Starvation)

🤢  프로세스의 자원 이용 순서

요청 → 프로세스가 필요한 자원을 요청하고 요청이 즉시 받아들이지 않으면 다른 프로세스가 사용 중 이므로 할당 받을 때까지 대기를 합니다.

사용 → 프로세스가 요청한 자원을 사용합니다.

해제 → 프로세스가 자원 사용을 마친 후, 할당 받은 자원을 되돌려 줍니다.

 

👻  교착상태 (DeadLock) 이 무엇인가요?

교착상태란 한 프로세스 집합에서 발생할 Event 를 프로세스들이 서로 기다리고 있는 상태를 말합니다.

 

👻  교착상태가 왜 발생을 되나요?

작업이 보류 상태에 놓이고 중요한 자원을 이용하기 위해 기다릴 떄 발생되고 제한된 자원 이용률을 높이고 시스템 효율성을 증가시키기 위해 사용하는 병행 처리 기술과 자원 공유에 따른 부작용입니다.

아래의 4가지 발생 조건을 확인 해 봅시다!.

1. 상호 배제 → 하나의 프로세스가 자원을 사용중일 때 다른 프로세스는 그를 사용할 수 없다.
2. 점유 대기 → 최소 하나의 자원을 점유하고 있으면서 다른 프로세스가 사용중인 자원을 추가로 점유하기 위해 대기하는 프로세스가 존재 한다.
3. 비선점 → 다른 프로세스가 자원을 사용중인 경우 그 사용이 끝날 때 까지 강제로 뺏을 수 없다.
4. 순환 대기 → 프로세스의 집합에서 순환형태로 자원을 대기하고 있어야 한다.

 

👻  교착상태 (DeadLock) 을 예방하는 방법이 있을 까요??

발생조건 4가지를 하나씩 제거 해보면서 예방을 해봅시다!

1. 상호 배제 부정 → 여러 프로세스가 공유 자원을 사용
2. 점유 대기 부정 → 프로세스 실행 전 모든 자원 할당
3. 비선점 부정 → 점유중인 자원을 다른 프로세스가 요구하는 경우 자원 반납
4. 순환 대기 부정 → 자원에 고유 번호를 할단한 후 순서대로 자원 요구

 

👻  교착상태 (DeadLock) 을 해결하는 기법이 있나요?

1. 시스템이 교착상태가 되지 않도록 예방(방지) 하는 것
2. 가능한 교착상태를 회피하는 것
3. 교착상태를 허용하되 교착상태에서 다시 회복할 수 있게 하는 것

→ 사용하기 어렵고 오버헤드가 증가되는 문제점이 있습니다.

 

🕶  회피 기법 2가지를 살펴보자!

1. 프로세스의 요구가 교착상태를 일으킬 수 있다면 프로세스 시작을 중지 시킨다.
2. 프로세스가 요청한 자원을 할당했을 때, 교착상태가 발생할 수 있다면 요청한 자원을 할당하지 않는다.

→ 일반적으로 은행가 알고리즘이라 부른다.

실용적이지 않는 알고리즘이다.

→ 시스템 과부하가 증가한다.

→ 자원을 보유한 상태로 프로세스는 종료할 수 없다.

→ 최대 필요량을 미리 알려주도록 요구하지만 자원 할당 방법이 점점 동적으로 변함에 따라 사용자의 최대 필요량을 파악하기 어려워진다.

→ 항상 불안정상태를 방지해야 하므로 자원 이용도가 낮다.

 

👻  기아상태 (Starvation) 란 무엇인가요?

특정 프로세스의 우선 순위가 낮아서 원하는 자원을 계속 할당받지 못하는 상태를 말합니다.