[3주차] Process Synchronization and Mutual Exclusion

프로세스 동기화 & 상호배제 (Process Synchronization and Mutual Exclusion)

Process Synchronization

✔ 다중 프로그래밍 시스템

• 여러 개의 프로세스 존재
• 프로세스들은 서로 독립적으로 동작
• 공유 자원 또는 데이터가 있을 때, 문제 발생 가능

✔ 동기화(Synchronization)

• 프로세스들이 서로 동작을 맞추는 것
• 프로세스들이 서로 정보를 공유하는 것

Asynchronous and Concurrent P's

✔ 비동기적(Asynchronous)

• 프로세스들이 서로에 대해 모름

✔ 병행적 (Concurrent)

• 여러 개의 프로세스 들이 동시에 시스템에 존재

✔ 병행 수행중인 비동기적 프로세스들이 공유 자원에 동시 접근할 때 문제가 발생할 수 있음

Terminologies

✔ shared data (공유 데이터) or Critical data

• 여러 프로세스들이 공유하는 데이터

✔ Critical section (임계 영역)

• 공유 데이터를 접근하는 코드 영역 (code segment)

✔ Mutual exclusion(상호 배제)

• 둘 이상의 프로세스가 동시에 critical section에 진입하는 것을 막는 것

Critical section (example)

✔ sdata: shared data

 

✔ 기계어 번역 결과
✔ Race condition: 실행 순서에 따라서 값이 달라진다!

Mutual Exclusion (상호 배제)

Mutual Exclusion Methods

✔ Mutual exclusion primitives(기본 연산)

• enterCS() primitive
  • Critical section 진입 전 검사
  • 다른 프로세스가 critical section 안에 있는지 검사
• exitCS() primitive
  • Critical section을 벗어날 때의 후처리 과정
  • Critical section을 벗어남을 시스템이 알림

Requirements for ME primitives

✔ Mutual exclusion(상호 배제)

• Critical section(CS)에 프로세스가 있으면, 다른 프로세스의 진입을 금지

✔ Progress(진행)

• CS 안에 있는 프로세스 외에는, 다른 프로세스가 CS에 진입하는 것을 방해 하면 안됨

✔ Bounded waiting(한정 대기)

• 프로세스의 CS 진입은 유한 시간 내에 허용되어야 함

Two Process Mutual Exclusion

version 1

✔ turn 개념 활용

✔ Progress 조건 위배!

• P0이 critical section에 진입하지 않는 경우
• 한 Process가 두 번 연속 CS에 진입 불가

version 2

✔ flag 활용

✔ Mutual exclusion 조건 위배

version 3

✔ Progress, Bounded waiting 조건 위배