공유 자원 동기화

프로세스들은 자원을 공유하기 때문에 동기화가 필요하다.

 

∎  순서를 맞추기 위한 동기화

ex) 파일을 읽기 전에 쓰기가 먼저 이루어져야 한다.

 

 

∎  동시 접근을 막는 동기화

• ex) 계좌에 돈을 입금, 출금할 때 잔액을 동기화 시켜야한다.
• 전역 변수, 파일, 입출력장치, 보조기억장치, ... 등과 같은 공유자원에 동시 접근 막기
• 임계 구역을 두어 접근을 관리한다.
• 동시 접근으로 자원의 일관성이 깨지는 것을 Race Condition(레이스 컨디션)이라고 부른다.

∎  레이스 컨디션 막는 원칙 (기술 면접)

1. 상호 배제 : 임계 구역에 진행중인 프로세스가 있다면 다른 프로세스의 접근을 막아야 한다.

 

2. 진행 : 임계 구역에 아무도 없다면 접근할 수 있어야 한다.

3. 유한 대기 : 언젠가는 접근할 수 있어야 한다.

 

∎  상호 배제를 위한 동기화 기법 종류

⦁  공유 자원 1개일 때 ➜ 뮤텍스 락

전역 변수 lock이 false라면 임계 구역에 들어가 acquire 함수로 잠그고, 다 사용하고 나면 release 함수로 열어 놓는다.

 

 

⦁  공유 자원이 여러개일 때 ➜ 카운팅 세마포

1. wait 함수가 '기다려야 할지', '출발해도 될지' 알려준다.
2. 접근 가능한 자원 수는 전역 변수 S로 관리한다.
3. signal함수는 '가도 된다'는 신호를 준다.

 

⦁  그런데 뮤텍스 락과 카운팅 세마포는 busy waiting (while을 돌며 계속 노크)

 

낭비를 막기 위한 해결 법은?
➜ 사용 가능 자원이 없으면 프로세스를 일단 큐에 넣고, sleep( ) 시킨다. 다시 자원이 생기면 wake( )한다.

 

세마포를 활용하여 실행 순서를 동기화할 수도 있다.

∎  wait, signal 실수를 막는 '모니터' 방법

1. 실행 순서 동기화
   • 프로세스들이 큐에서 차례대로 자원에 접근한다.
   • 인터페이스를 통해 자원에 접근한다.
2. 상호 배제 동기화
   • 변수를 통해 wait, signal 함수를 호출한다.