[기술 면접] 6. 교착상태(Deadlock)와 경쟁상황(Race Condition)에 대해서 설명해주세요.

[기술 면접] 6. 교착상태(Deadlock)와 경쟁상황(Race Condition)에 대해서 설명해주세요.

저번 시간에 이어, 이번 시간엔 교착상태(Deadlock)와 경쟁상황(Race Condition)에 대해 알아보겠습니다. 저번 시간에 배운 임계영역 개념과 밀접한 관련이 있으니, 이전의 포스팅을 먼저 정독하시길 권해드립니다.

교착상태(Deadlock)와 경쟁상황(Race Condition)에 대해서 설명해주세요.



Q: 교착상태(Deadlock)와 경쟁상황(Race Condition)에 대해서 설명해주세요.

둘 이상의 thread가 다른 tread가 점유하고 있는 자원을 서로 기다릴 때, 무한 대기에 빠지는 상황을 말합니다. 발생 조건으로는 상호 배제(mutual exclusion), 점유 대기(hold-and-wait), 비선점(no deadlock), 순환 대기(circular wait)이며, 문제를 해결하는 방법에는 무시, 예방, 회피, 탐지-회복의 4가지 방법이 있습니다.

  • Deadlock 해결 방법
기법설명비고
무시deadlock 발생 확률이 낮은 시스템에서
아무런 조치도 취하지 않고 deadlock을
무시하는 방법
– 무시 기법은 시스템 성능 저하가 없다는 장점이 있습니다.
– 현대 시스템에서는 deadlock이 잘 발생하지 않고,
다른 해결비용이 크기 때문에 무시 방법이 많이 사용됩니다.
예방교착 상태의 4가지 발생 조건중 하나가
성립하지 않게 하는 방법
– 순환 대기 조건이 성립하지 않도록 하는 것이 현실적으로
가능한 예방 기법입니다.
– 자원 사용의 효율성이 떨어지고 비용이 큽니다.
회피thread가 앞으로 자원을 어떻게 요청할
지에 대한 정보를 통해 순환 대기 상태가
발생하지 않도록 자원을 할당하는 방법
– 자원 할당 그래프 알고리즘, 은행원 알고리즘 등을 사용하
여 자원을 할당하는 deadlock을 회피합니다.
탐지
회복
시스템 검사를 통해 deadlock발생을 탐
지하고, 이를 회복시키는 방법
– 자원 사용의 효율성이 떨어지고 비용이 큽니다
– 프로세스를 한 번에, 혹은 순차적으로 중지
경쟁 상황은 두 개 이상의 프로세스가 공유자원에 동시에 접근하려는 상황을 말합니다.



Q: 뱅커 알고리즘(Banker’s Algorithm)이 무엇인가요?

프로세스가 자원을 요구할 때, 시스템은 자원을 할당한 후에도 안정 상태로 남아있게 되는지 사전에 검사(시뮬레이션)하여 교착상태를 회피합니다. 안정상태가 예상되면 자원할당, 아니면 다른 프로세스들의 자원해지까지 대기하도록 합니다.



Q: 뱅커 알고리즘(은행원 알고리즘)의 단점을 알고 있나요?

교착 상태 회피 알고리즘을 실행하면 자원 소모량이 늘고 시스템 과부하가 올 수 있습니다. 추가로 사용자의 수는 항상 변하기 때문에 남아있는 자원 수를 계산하기 까다롭습니다.



Q: Deadlock은 언제 발생하나요?

상호 배제, 점유 대기, 비선점, 순환 대기의 4가지 조건이 동시에 성립할 때 발생할 수 있습니다. 상호 배제는 동시에 한 thread만 자원을 점유할 수 있는 상황이고, 점유 대기는 thread가 자원을 보유한 상태에서 다른 thread가 보유한 자원을 추가적으로 기다리는 상황입니다. 또 비선점은 다른 thread가 사용 중인 자원을 강제로 선점할 수 없는 상황을 뜻하고, 순환 대기는 대기 중인 thread들이 순환 형태로 자원을 대기하는 상황을 말합니다.



마치며

이번 시간에는 교착상태(Deadlock), 경쟁상태(Race Condition)에 대해 알아보았습니다.

다음 시간에는 메모리 단편화가 무엇인지에 대해 알아보겠습니다.

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