Process Synchronization

프로세스 동기화가 발생하는 예시와 목적, 그리고 그것을 해결하기 위한 원칙에 대해 알아본다.

1. 프로세스 동기화란?

하나의 자원을 한 순간에 하나의 프로세스(쓰레드)만이 이용하도록 제어하는 것

1.1 배경

현대 컴퓨터의 메모리에는 여러 프로세스가 존재하는데, 이러한 프로세스들이 하나의 공유 메모리나 또 다른 프로세스에 접근할 때는 매우 신중해야 한다. 이처럼 한 프로세스가 다른 프로세스에게 영향을 받거나 주는 프로세스를 Cooperating process라고 한다. 반대로 아무런 영향을 미치지 않는 독립적인 프로세스는 Independent process이다.

현대 컴퓨터 환경에는 cooperating process가 훨씬 많이 존재하고, 이들은 서로 영향을 미치기 때문에 데이터나 흐름에 대한 동기화가 매우 중요하다. 프로세스 사이에 동기화를 하는 것을 프로세스 동기화(Process Synchronization) 라고 한다.(현재에는 대부분 쓰레드 기준으로 스위칭을 하므로, Thread synchronization으로 많이 불린다.)

1.2 필요성

대표적인 예로 기차표 예매가 있다. 어느 시간에 한 좌석의 기차표는 반드시 하나만 존재해야한다. 그런데 이를 예매하려는 사용자(프로세스)는 여러 명이다. 이 사용자들이 동시에 하나의 좌석 기차표를 구매하려고 하면 어떠한 일이 발생할까? 실제 환경에서는 당연하게도 동기화 문제를 해결한 시스템이므로 한 사람만이 기차표를 예매할 수 있을 것이다. 만약 동기화에 문제가 발생한다면 한 기차표를 여러 사람이 예매하는 불상사가 발생할 수 있다.

1.3 목표

프로세스 동기화는 여러 프로세스가 공유하는 자원의 일관성을 유지하는 것이다. 가령 여러 프로세스가 동시에 하나의 공유된 자원에 접근하려고 할 때 이 프로세스들의 순서를 정하여 데이터의 일관성을 유지시켜주어야 한다. 이 부분에 대한 자세한 목적은 아래의 예를 파악하며 문제를 인지한 후에 명확하게 재정의하겠다.

Reference

• KOCW 양희재 교수님 - 운영체제
• 양희재 교수님 블로그(시험 기출 문제)
• codemcd 님의 정리글
• Operating System Concepts, 9th Edition - Abraham Silberschatz