• 다중 프로그래밍 환경에서 여러 프로세스들이 한정된 자원을 사용하려고 할 때 발생하는 문제

• 한 프로세스가 자원을 요청한 시점에 그 자원을 사용할 수 없는 상황이 발생할 수 있고, 그 떄는 프로세스가 대기 상태로 들어간다. 이렇게 대기 상태가 된 프로세스 다시 대기 상태를 변경시킬 수 없으면 그 상태를 교착상태(Deadlock) 이라고 부른다.

• 여기서 자원은 다수의 종류와 다수의 인스턴스로 구성될 수 있으며 유한한 수량을 가진다.

  • 다수의 종류 : CPU 주기, 파일, 입출력 장치(예시로 프린터) 등등
  • 자수의 인스턴스 : 한 시스템이 2개의 CPU를 가진다면 자원 유형 CPU는 2개의 인스턴스를 가진다고 표현할 수 있다.

• 프로세스는 자원을 사용하기 전에 반드시 요청해야 하고, 사용 후에 반드시 방출해야한다.

• 프로세스가 요청할 수 있는 자원의 수는 시스템에서 사용 가능한 전체 자원의 수를 초과해서는 안된다.

• 프로세스는 1. 요청 → 2. 사용 → 3. 방출 순서로만 자원을 활용할 수 있다.

  • 요청 : 프로세스는 자원을 요청한다. 다른 프로세서가 이미 점유하고 있어서 즉시 허용되지 않으면 요청 프로세스는 자원을 얻을 때까지 대기해야 한다.
  • 사용 : 프로세스는 자원에 대해 작업 수행 가능
  • 방출 : 프로세스가 자원을 방출한다.

교착상태 특징

교착상태에서 프로세스들은 실행을 끝날 수 없으며, 시스템 자원이 묶여 있어서 다른 작업 시작하는 것 또한 불가능하다.

교착상태 발생 조건

• 아래 네 가지 조건이 동시에 성립될 때 발생할 수 있다.

1. 상호 배제(Mutual Exclusion)
   • 최소한 하나의 자원이 비공유 모드로 점유되어야 한다. ⇒ 비공유 모드에서는 한 번에 한 프로세스만이 그 자원을 사용할 수 있다. 다른 프로세스가 그 자원을 요청하면, 요청 프로세스는 자원이 방출될 때까지 반드시 지연되어야 한다.
2. 점유 대기(Hold and wait)
   • 프로세스는 최소한 하나의 자원을 점유한 채, 현재 다른 프로세스에 의해 점유된 자원을 추가로 얻기 위해 반드시 대기해야 한다.
3. 비선점(No Preemption)
   • 자원들을 선점할 수 없어야 한다. ⇒ 자원이 강제적으로 방출될 수 없고, 점유하고 있는 프로세스가 태스크를 종료한 후 그 프로세서에 의해서만 자발적으로 방출될 수 있다.
4. 순환 대기(Circular wait) :
   • 프로세스의 집합 { p0, p1, ….pn} 에서 p0는 p1 이 점유한 자원을 대기하고, p1은 p2가 점유한 자원을 대기하고 pn-1은 pn이 점유한 자원을 대기하며 pn은 p0가 점유한 자원을 대기한다. ⇒ 프로세스의 집합에서 순환 형태로 자원을 대기하고 있어야 한다,
   • 순환 대기(Circular wait) 조건은 점유 대기(Hold and wait) 조건을 암시 하므로 위의 4가지 조건이 완전히 독립적인 것은 아님

교착상태 처리 방법(예방)