Process Synchronization Problem

데이터의 접근

• 보통 프로그램은 다음과 같은 과정의 반복일 것이다.

  1. storage box 에 데이터가 저장되어있고

  2. 연산할 데이터를 읽어와서

  3. 연산을 진행한 다음

  4. 연산 결과를 다시 storage 에 저장한다.

• 이때, 바로 syncronization 문제가 발생하게 된다. → Race Condition 경쟁상태의 가능성!

  • 같은 storage 에 여러 실행 박스들이 접근하는 경우

• 운영체제 커널 레벨에서 충분히 발생할 수 있는 문제이다.

OS 운영체제에서 race condition 경쟁상태는 언제 발생하는가

1. 커널모드를 running 할 때, interrupt 가 발생하여 인터럽트 처리루틴이 수행되는 경우

• count ++ 를 수행하는 경우, load, inc, store 등 여러 단계에 걸쳐서 연산이 수행되는데,

• 연산 도중에 인터럽트가 발생할 경우, 연산 결과에 오염이 발생할 수 있다.

• 해결방법

  • kernel 모드에서 연산 수행할 때, 인터럽트를 막는 방법이 있다.

2. process 가 system call 을 하여 kernal mode 로 수행중인데 context switch 가 발생하는 경우

3. multiprocessor 에서 shared memory 내의 kernal data

Process Synchronization 문제

• 공유 데이터의 동시접근은 데이터의 불일치 문제를 발생시킬 수 있다.

• 일관성 유지를 위해서는 협력 프로세스 간의 실행 순서를 정해주는 매커니즘이 필요하다.

• race condition

  • 여러 프로세스들이 동시에 공유 데이터를 접근하는 상황

  • 데이터의 최종 연산 결과는 마지막에 그 데이터를 다룬 프로세스에 따라 달라지게 된다.

• race condition 을 막기 위해서는 concurrent process 는 동기화 synchronize 되어야 한다.

Race condition

• 프로세스간 context switch 자체가 문제가 아니라 shared data 를 접근하는 경우가 문제가 되는 것이다.

The Critical-Section Problem

• n개의 프로세스가 공유 데이터를 동시에 사용하기를 원하는 경우

• 각 프로세스의 code segment 에는 공유 데이터를 접근하는 코드인 critical section 이 존재한다.

• 문제점

  • 하나의 프로세스가 critical section 에 있을 때, 다른 모든 프로세스는 critical section 에 들어갈 수 없어야 한다.