[OS] 데드락(교착 상태)과 자원 할당 그래프

데드락과 자원 할당 그래프

오늘은 프로세스 실행 과정에서 발생하는 데드락에 대해서 알아보고 자원 할당 그래프, 교착 상태의 발생 원인을 알아봅시당. 🧐

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🧶 데드락이란?

일어나지 않을 사건을 기다리며 진행이 멈춰 버리는 현상을 데드락(dead lock)이라고 합니다.

예를 들어, 게임 프로세스는 자원 A를 점유한 채 웹 브라우저 프로세스가 점유하고 있는 자원 B의 사용이 끝나길 기다리고, 웹 브라우저 프로세스는 자원 B를 점유한 채 게임 프로세스의 자원 A 사용이 끝나길 기다리는 상황을 교착 상태라고 볼 수 있습니다. 두 프로세스는 상대방이 가진 자원을 기다리기만 하다가 멈춰버리는 것입니다.

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🧶 자원 할당 그래프

교착 상태는 자원 할당 그래프(resource-allocation-graph)를 통해 단순하게 표현할 수 있습니다.

자원 할당 그래프란?

자원 할당 그래프는 말 그대로 어떤 프로세스가 어떤 자원을 사용하고 있고, 또 어떤 프로세스가 어떤 자원을 기다리고 있는지를 표현하는 간단한 그래프입니다.

자원 할당 그래프의 작성 규칙

🛠️첫째, 프로세스는 원으로, 자원의 종류는 사각형으로 표현합니다.

🛠️둘째, 사용할 수 있는 자원의 개수는 자원 사각형 내에 점으로 표현합니다.

🛠️셋째, 자원을 할당받아 사용 중인 프로세스는 자원->프로세스 방향으로 화살표를 표시합니다.

🛠️넷째, 프로세스가 어떤 자원을 기다리고 있을 경우 프로세스->자원 방향으로 화살표를 표시합니다.

 

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🧶 데드락의 발생 조건

• 상호 배제
• 점유와 대기
• 비선점
• 원형 대기

위 네 가지 조건 중 하나라도 만족하지 않는다면 교착 상태가 발생하지 않지만, 위 조건이 모두 만족될 때 교착 상태가 발생할 가능성이 생깁니다.

🔑 상호배제

상호배제란 한 프로세스가 사용하는 자원을 다른 프로세스가 사용할 수 없는 것을 말합니다.

🔑 점유와 대기

프로세스가 어떤 자원을 할당받은 상태에서 다른 자원을 할당받기를 기다리는 상태를 점유와 대기(hold and wait)라고 합니다.

🔑 비선점

비선점 자원은 그 자원을 이용하는 프로세스의 작업이 끝나야만 비로소 이용할 수 있습니다. 즉, 어떤 프로세스도 다른 프로세스의 자원을 강제로 빼앗지 못했기 때문에 교착 상태가 발생하는 거라고 볼 수 있습니다.

🔑 원형 대기

프로세스들과 프로세스가 요청 및 할당받은 자원이 원의 형태를 이루는 경우도 교착 상태가 발생하는 원인이 됩니다. 프로세스들이 원의 형태로 자원을 대기하는 것을 원형 대기(circular wait)라고 합니다.

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교착 상태가 발생하는 경우와 원인 네가지, 자원 할당 그래프에 대해 알아보았습니다. 다음 포스팅에서는 교착 상태를 예방하는 방법과 회피, 검출하는 방법을 배워볼게요 😀