6.1 Background - p.257

병행성(Concurrency)의 배경

현대 운영체제는 다중 프로세스 혹은 다중 스레드를 병행(concurrent) 으로 실행함.

여러 프로세스가 동시에 CPU, 메모리, I/O 자원을 공유하므로,

동시 접근(synchronous access) 으로 인한 데이터 일관성 문제(race condition) 가 발생할 수 있음

병행성성

Competition-based concurrency 는 “자원을 얻기 위한 경쟁(경합)”을,

Cooperation-based concurrency 는 “공통 목표를 위한 협력(병행)”을 의미한다.

전자는 CPU 스케줄링 중심, 후자는 동기화와 병렬 처리 중심이다.

6.1.1 Race Condition

• 두 개 이상의 프로세스(또는 스레드)가 공유 데이터(shared data) 를 동시에 접근하여

  결과가 실행 순서에 따라 달라지는 상황

• 예시:

  count = count + 1;
  

  위 연산은 실제로 다음 세 단계로 나뉨:

  1. count 값을 읽음
  2. 1을 더함
  3. 다시 count에 저장함

  만약 두 스레드가 동시에 수행하면 중간 결과가 덮어써져 잘못된 값이 저장될 수 있음.

Race condition은 병렬 처리 시스템, 멀티코어 환경, 공유 메모리 기반 통신에서 자주 발생함.

6.1.2 Critical Section

• 공유 자원을 접근하는 코드 구역을 임계구역(Critical Section) 이라 함
• 임계구역 내에서는 오직 하나의 프로세스/스레드만 실행되어야 함

일반적 구조

while (true) {
    entry section;       // 진입 요청
    critical section;    // 공유 데이터 접근
    exit section;        // 해제
    remainder section;   // 나머지 코드
}