교착상태와 기아상태

교착 상태(Deadlock)이란 서로 다른 프로세스가 서로 점유하고 있는 자원의 반납을 대기하고 있어, 상대방의 작업이 끝나기만을 기다리고 있기 때문에 다음 단계로 진행하지 못하는 상태를 의미한다.

 

교착 상태의 발생 조건

• 상호배제(Mutual exclusion) :  한 번에 한 프로세스만 해당 자원을 사용할 수 있어야 한다.
• 점유대기(Hold and wait) : 최소 하나의 자원을 점유하고 있으면서 다른 프로세스가 사용중인 자원을 추가로 점유하기 위해 대기하는 프로세스가 존재한다.
• 비선점(No preemption) : 프로세스가 어떤 자원의 사용을 끝낼 때까지 그 자원을 뺏을 수 없다.
• 순환대기(Circular wait) : 각 프로세스는 순환적으로 다음 프로세스가 요구하는 자원을 가지고 있다.

위의 한 조건이라도 성립하지 않으면 교착 상태는 발생하지 않는다.
 

교착 상태의 예방 및 회피

예방 : 교착상태의 발생 조건 중 하나를 제거하면서 예방.

• 상호 배제 부정 : 여러 프로세스가 공유 자원 사용
• 점유 대기 부정 : 프로세스 실행 전 모든 자원 할당
• 비선점 부정 : 점유중인 자원을 다른 프로세스가 요구하는 경우 그를 반납
• 순환 대기 부정 : 자원에 고유 번호를 할당한 후 순서대로 자원 요구

회피 : 은행원 알고리즘
프로세스가 자원을 요구할 때 시스템은 자원을 할당한 후에도 안정 상태로 남아있게 되는지 미리 검사하여 교착 상태를 회피한다. 안정 상태인 경우만 자원을 할당하고 그렇지 않은 경우 다른 프로세스들의 자원 해지시 까지 대기한다.
 
회복 - 탐지 : 교착 상태 발생을 허용하되, 교착 상태를 알아내고 교착 상태로부터 벗어나 회복할 수 있게 한다.

• 교착상태를 일으킨 프로세스를 종료 (모두 중지하거나, 교착 상태가 제거될 때까지 하나씩 중지하거나)
• 교착상태의 프로세스가 점유하고 있는 자원을 선점해 다른 프로세스에게 할당 (우선 순위나 수행 횟수 고려)

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기아 상태 (Starvation)

기아 상태란 여러 프로세스가 부족한 자원을 점유하기 위해 경쟁할 때, 특정 프로세스가 우선순위가 낮아 영원히 자원 할당이 되지 않는 상태를 말한다.
 
이러한 문제는 우선순위를 변경하는 방법으로 해결할 수 있다.

• 프로세스 우선순위 수시 변경을 통해 각 프로세스 높은 우선순위를 가지도록 기회 부여
• 오래 기다린 프로세스의 우선순위 높이기
• 우선순위가 아닌 요청 순서대로 처리하는 요청큐 사용

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교착 상태 vs 기아 상태

• 교착상태 : 여러 프로세스가 동일 자원 점유를 요청할 때 발생
• 기아상태 : 여러 프로세스가 부족한 자원을 점유하기 위해 경쟁할 때 발생

 
 
출처

https://velog.io/@underlier12/OS-24-%EA%B5%90%EC%B0%A9%EC%83%81%ED%83%9C%EC%99%80-%EA%B8%B0%EC%95%84%EC%83%81%ED%83%9C

OS #24 교착상태와 기아상태

https://excited-hyun.tistory.com/121

[운영체제] 교착상태 (Deadlock) 및 기아상태(Starvation)