Deadlock
두 개 이상의 프로세스가 서로 상대방이 점유하고 있는 자원을 요구하며 무한정 대기하는 상태다.
교착 상태 발생 조건
Section titled “교착 상태 발생 조건”아래 4가지 조건이 모두 동시에 성립할 때만 교착 상태가 발생한다. 반대로 말하면, 이 중 하나라도 깨뜨리면 교착 상태는 해결된다.
- 상호 배제(Mutual Exclusion): 자원은 한 번에 하나의 프로세스만 사용 가능
- 점유 대기(Hold and Wait): 최소한 하나의 자원을 보유한 채로 다른 프로세스에 할당된 자원 대기
- 비선점(No Preemption): 다른 프로세스가 보유한 자원을 강제로 빼앗을 수 없음
- 원형 대기(Circular Wait): 대기 프로세스의 집합이 순환 형태로 자원을 대기(A는 B의 자원을, B는 C의 자원을, … , Z는 A의 자원을 대기)
교착 상태 해결
Section titled “교착 상태 해결”운영체제는 교착 상태를 미연에 방지하거나, 발생 후 해결하기 위해 다양한 기법을 사용한다.
교착 상태 발생 조건 4가지 중 하나를 근본적으로 제거하여 발생 자체를 막는 방법이다.
- 상호 배제 부정: 모든 자원을 공유 가능하게 설정(현실적으로 불가능)
- 점유 대기 부정: 프로세스 시작 시 필요한 모든 자원을 한 번에 할당하거나, 자원이 없을 때만 요청 가능하게 함(자원 효율성 저하)
- 비선점 부정: 자원을 점유한 프로세스가 다른 자원을 요청할 때 거절당하면, 가지고 있던 자원까지 모두 반납하고 대기(상태 복구 비용 발생)
- 원형 대기 부정: 모든 자원에 고유 번호를 매기고, 번호 순서대로만 자원을 요청하도록 제한(가장 현실적인 예방책)
이 중 원형 대기 부정이 가장 합리적인 방법이며, 그 이유는 다음과 같다.
- 자원을 할당할 때 순서를 정하여 할당하여 원형 대기는 더이상 발생하지 않게 되면서 간단하게 해결 가능
- 자원을 할당할 때 순서를 정하는 작업에 대한 자원이 소모되고, 순서를 할당하는 방법에 따라 자원을 사용하는 효율이 달라질 수 있음
교착 상태가 발생할 가능성이 있는 자원 할당을 애초에 하지 않는 방법으로, 시스템을 안전 상태(Safe State)와 불안전 상태(Unsafe State)로 구분하여 관리한다.
- 안전 상태: 모든 프로세스가 데드락 없이 정상적으로 종료될 수 있는 자원 할당 순서(안전 순서열)가 존재하는 상태
- 불안전 상태: 안전 순서열이 없어 교착 상태가 발생할 수도 있는 상태
3. 탐지 및 회복
Section titled “3. 탐지 및 회복”교착 상태 발생을 허용하되, 주기적으로 검사하여 발생 시 복구하는 방법이다.
- 탐지: 자원 할당 그래프를 통해 사이클 존재 여부를 주기적으로 검사(검사 오버헤드 발생)
- 회복
- 프로세스 종료: 교착 상태에 빠진 모든 프로세스 종료 또는 사이클이 없어질 때까지 하나씩 종료
- 자원 선점: 교착 상태의 프로세스로부터 자원을 빼앗아 다른 프로세스에 할당(기아 현상 발생 가능)
교착 상태가 발생해도 아무런 조치를 취하지 않는 방법이다.
- 교착 상태는 매우 드물게 발생하는데, 이를 해결하기 위한 비용(예방/회피/탐지)이 더 크다고 판단할 때 사용
- 윈도우, 리눅스 등 대부분의 현대 운영체제가 채택하고 있는 방식(문제 발생 시 사용자가 재부팅하여 해결)