[OS] Semaphore

세마포어

멀티프로그래밍 환경에서 공유자원에 대한 접근 제어를 하는 방법으로 사용되며, 1개의 공유되는 자원에 제한된 개수의 프로세스(Process), 또는 스레드(Thread)만 접근할 수 있도록 한다. 

•  value와 wait Q를 가짐초기화 중요초기 값 적절하게 설정해야 함구슬 주머니에서 구슬을 넣고 빼는 동작과 비슷
• 초기화 중요
  • 초기 값 적절하게 설정해야 함
• 구슬 주머니에서 구슬을 넣고 빼는 동작과 비슷

 

☁️ sem_wait

• value 값 감소(구슬을 가져가는 것)
• wait Q에 넣고 sleep

☁️ sem_post

• value 값 증가(구슬을 넣는 것)
• wait Q에서 제거하여 Ready Q로 옮김

 

이진 세마포어(락)

• 초기 value 값 1로 설정

 

순서 보장 세마포어

• 초기 value 값 0으로 설정
• 컨디션 변수를 사용했던 것과 유사하게 동작

 

Producer/Consumer 문제 (유한 버퍼 문제)

• 세마포어 value가 컨디션 변수의 count를 대신함
• empty 세마포어의 초기 value 값 MAX(producer 개수)로 설정
• full 세마포어의 초기 value 값 0으로 설정
• put, get에 의해 경쟁 조건 발생 ← atomic 하지 않음
• mutex lock 설정
  • 이진 세마포어이므로 초기 value 값 1로 설정
  • wait 할 때 lock을 가지고 sleep하면 안 됨 ← Deadlock 발생
  • lock, unlock을 wait, post 사이에 들어오도록 바꿈

 

Dining Pilosopher

• 왼쪽 포크 잡기 → 오른쪽 포크 잡기 → 식사 → 왼쪽 포크 내려놓기 → 오른쪽 포크 내려놓기
• 포크를 잡는 순서에 의해 종속성이 생김 → Deadlock
• 마지막 쓰레드만 오른쪽 포크를 잡고 왼쪽 포크를 잡으면 해결

 

제마포어

• 컨디션 변수 + 세마포어
• value 값을 음수가 안되도록 구현
• value가 음수가 되면 sleep

 

RW lock

• Bad
  • Read 실행 중 Write가 들어온 후 새로운 Read 들어와도 새로운 Read 실행
• Good
  • Read 실행 중 Write가 들어온 후 새로운 Read가 들어오면 Sleep
  • wake는 Write 먼저 깨우며 Read만 남았을 때는 Read 모두 동시에 깨울 수 있음