[운영체제] Process Synchronization

프로세스 동기화

race condition 발생

• 커널 수행 중 인터럽트 발생시
• 프로세스가 시스템 콜하여 커널모드 수행중에 context switch
• multiprocessor에서 shared memory 내의 kernel data

process synchronization 문제

• 공유데이터 동시접근시 데이터 불일치
• 일관성 유지-실행순서 정하는 메커니즘 필요
• Race condition: 여러 프로세스 동시에 공유데이터 접근
• 데이터 최종 연산 결과 마지막 프로세스에 따라 달라짐
• race condition 방지:concurrent process 동기화 되어야함

critical section 문제

• n개의 프로세스가 공유 데이터를 동시 사용하기 원하는 경우
• 각 프로세스 code segment에 공유데이터 접근 코드 critical section 존재

문제 해결 조건

• 상호배제: critical section 수행 중에 다른 프로세스 들어가면 안됨
• progress: critical section에 아무도 없으면 가능
• 유한대기: 다른 프로세스들이 critical section에 들어가는 횟수 한계

피터슨 알고리즘

• flag[i]=true 나 들어갈거임
• turn == j(상대방으로 바꿔놔)
• i는 flag[j] && turn == j 일때만 기다려
• 나올 때 flag[i]=false로
• busy waiting 문제

synchronization hardware

• 하드웨어적으로 test&modify를 atomic하게 수행 할 수 있도록 지원하면 간단히 문제 해결

semaphores

• 추상 자료형(정수형)
  • P(s) 공유데이터 획득
  • V(s) 공유데이터 반납
• counting semaphore
  • 도메인이 0이상인 임의의 정수값
  • 주로 resours counting에 사용
• binary semaphore
  • 0 또는 1만
  • 주로 mutual exclusion (lock/unlock)에 사용
• 문제점
  • 코딩하기 힘듦
  • 정확성 입증 어렵
  • 자발적 협력 필요
  • 한번 실수 모든 시스템 치명적 영향

bounded buffer problem

• 버퍼크기 유한

reader writer problem

• 한 프로세스가 디비에 write 중일 때 다른 프로세스 접근금지
• read는 동시 가능

monitor

• 동시 수행중인 프로세스 사이에서 abstract data type 안전한 공유 보장 위함
• 모니터 내에 한번에 하나의 프로세스만 활동 가능
• condition variable: wait과 signal연산의해 접근

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