운영체제-4

병행 프로세스

 

개요

병행성(concurrency)

여러개의 프로세스 또는 쓰레드가 동시 수행되는 시스템

 

병행 프로세스

동시에 수행되는 여러개의 프로세스 또는 쓰레드

 

1개의 cpu: 인터리빙 형식

여러개의 cpu: 병렬처리 형식

 

멀티프로세서 시스템에서의 메모리 구조에 따라

강결합 시스템(공유 메모리 구조), 약결합 시스템

 

프로세스간의 관계

독립 프로세스

수행중인 다른 프로세스에 영향을 주지도 받지도 않음

데이터 및 상태를 다른 프로세스와 공유하지 않음

프로세스의 실행

결정적: 실행 결과는 입력에 의해서만 결정

재생가능 : 같은 입력에 대해 항상 동일한 실행 결과

 

협력 프로세스

수행중인 다른 프로세스와 영향을 주고 받음

데이터 및 상태를 다른 프로세스와 공유

프로세스 의 실행

비결정적: 실행 결과는 실행 순서에 좌우됨

재생 불가능: 같은 입력에 대해 항상 동일한 실행 결과를 보장하지 못함

 

병행성 문제

 

협력 프로세스인 경우 발생 가능한 문제

상호배제

2개 이상의 프로세스가 동시에 임계 영역을 수행하지 못하도록 하는 것

임계영역 : 2개 이상의 프로세스가 동시에 사용하면 안되는 공유자원을 액세스 하는 프로그램 코드 영역

 

동기화

2개 이상의 프로세스에 대한 처리순서를 결정하는 것

프로세스 동기화

상호배제 : 임계영역에 대한 동기화 문제

 

통신 프로세스들이 데이터를 공유하기 위해 반드시 필요

프로세스간 통신(IPC)

통신 방법

하나의 변수 이용

메시지를 서로 주고 받음

 

세마포어(semaphore)

상호배제와 동기화 문제를 해결하기 위한 도구

Dijkstra가 제안

 

정수형 공용변수

저장 값: 사용 가능한 자원의 수 또는 잠김이나 풀림의 상태

상황에 맞춰 0 이상인 정수로 초기화

두 기본 연산 p와 v에 의해서만 사용됨

기본연산 : 인터럽트 되지 않고 하나의 단위로 처리

p,v는 중간에 끊기지 않는다.

 

연산 p

검사,감소 시키려는 시도

void P(semaphore s)

{

 if( s > 0 ){

  s--;

 }else{

  현재 프로세스 대기;

 }

}

 

연산 v

증가

void V(semaphore s)

{

 if( 대기 중인 프로세스 없음 ){

  s++;

 }else{

  현재 대기 프로세스 1개 진행;

 }

}

 

각각의 세마포어마다 대기 큐 필요

 

상호배제 해결

상호배제를 위한 일반적인 요구사항

한 프로세스가 임계영역 수행중 다른 프로세스는 임계영영에 진입 해서는 안됨

임계영역 수행중이던 프로세스가 임계영역 벗어남 누군가 하나는 임계영역을 새로이 수행 할수 있어야함

임계영역 진입 못하고 대기하는 프로세스

적절한 시간내에 임계영역 수행을 시작할 수 있어야한다.

 

진입영역 – 임계영역에 대한 수행을 해도 되는지 체크

임계영역

해제영역 – 다른 프로세스가 임계영역 수행을 시작할 수 있도록 함