Process Synchronization

25 Nov 2019 in Sidemenu / OS

[ Process Synchronization에 대해 알아보자!]

Process Synchronization

Process Synchronization 문제

• 공유 데이터(shared data)의 동시 접근(concurrent access)은 데이터의 불일치 문제(inconsistency)를 발생시킬 수 있다.
• 일관성(consistency) 유지를 위해서는 협력 프로세스(cooperating process)간의 실행 순서(orderly execution)를 정해주는 메커니즘이 필요하다.

Race Condition

• 한정된 자원을 동시에 이용하려는 여러 프로세스가 자원의 이용을 위해 경쟁을 벌이는 현상
• 데이터의 최종 연산 결과는 마지막에 그 데이터를 다룬 프로세스에 따라 달라짐
• 이를 막기 위해서는 concurrent process는 동기화(synchronize)되어야 한다.

Race Condition은 언제 발생하는가?

• 커널모드 running 중 interrupt가 발생하여 인터럽트 처리루틴이 수행
  • 양쪽 다 커널 코드이므로 kernel address space를 공유한다.
  • 커널 작업이 끝날 때까지는 인터럽트를 disable시켰다가 작업이 끝난 후에 enable시키는 방법으로 해결한다.

• Process가 system call을 하여 kernel mode로 수행 중인데 context switch가 일어나는 경우
  • 프로세스가 커널 모드에 있을때는 할당시간이 끝나도 CPU를 preempt하지 않고 커널 모드에서 사용자 모드로 돌아갈 때 CPU를 preempt하여 해결한다..

• Multiprocessor에서 shared memory 내의 kernel data
  • 커널 내부에 있는 각 공유 데이터에 접근할 때마다 그 데이터에 대한 lock/unlock을 하는 방법으로 해결한다.
  • 한 번에 하나의 CPU만이 커널에 들어갈 수 있게 하여 해결한다.

Critical-Section(임계 영역)

• n 개의 프로세스가 공유 데이터를 동시에 사용하기를 원하는 경우 각 프로세스의 code segment에는 공유 데이터를 접근하는 코드인 critical section이 존재한다.
• 하나의 프로세스가 critical section에 있을 때 다른 모든 프로세스는 critical section에 들어갈 수 없어야 한다.