임계 영역 (Critical Section) 임계 구역(critical section) 또는 공유변수 영역은 병렬컴퓨팅에서 둘 이상의 스레드가 동시에 접근해서는 안되는 공유 자원(자료 구조 또는 장치)을 접근하는 코드의 일부를 말합니다. 임계 구역은 지정된 시간이 지난 후 종료됩니다. 때문에 어떤 스레드(태스크 또는 프로세스)가 임계 구역에 들어가고자 한다면 지정된 시간만큼 대기해야 합니다. 임계 영역이란 어느 한 순간 반드시 프로세스 하나만 진입해야 하는데, 프로그램에서 임계 자원을 이용하는 부분으로 공유 자원의 독점을 보장하는 코드 영역을 의미합니다. 임계 영역은 지정된 시간이 지난 후 종료됩니다.
교착 상태 (Dead Lock) 둘 이상의 프로세스가 다른 프로세스가 점유하고 있는 자원을 서로 기다릴 때 무한 대기에 빠지는 상황입니다. 교착 상태(膠着狀態, 영어: deadlock)란 두 개 이상의 작업이 서로 상대방의 작업이 끝나기 만을 기다리고 있기 때문에 결과적으로 아무것도 완료되지 못하는 상태를 가리킵니다. 예를 들어 하나의 사다리가 있고, 두 명의 사람이 각각 사다리의 위쪽과 아래쪽에 있다고 가정합니다. 이때 아래에 있는 사람은 위로 올라 가려고 하고, 위에 있는 사람은 아래로 내려오려고 한다면, 두 사람은 서로 상대방이 사다리에서 비켜줄 때까지 하염없이 기다리고 있을 것이고 결과적으로 아무도 사다리를 내려오거나 올라가지 못하게 되듯이, 전산학에서 교착 상태란 다중 프로그래밍 환경에서 흔히 발생할 수 있는 문제입니다. 이 문제를 해결하는 일반적인 방법은 아직 없는 상태입니다.
예시 A와 B가 필기를 하려고합니다. 필기를 하려면 연필과 노트가 필요합니다. A는 연필을 가지고 있고, B는 노트를 가지고 있습니다. A는 B에게 노트를 요구하고, B는 A에게 연필을 요구합니다. 하지만 A와 B는 가지고 있는 것을 넘겨주면 필기를 할 수 없기 때문에 서로 넘겨줄 생각이 없습니다. 무한정 대기하는 상황이 발생하는데 이것을 교착 상태라고 합니다. 여기서 연필과 노트는 공유 자원이라고 하고, 공유 자원이 속해 있어 교착 상태가 발생할 수 있는 영역을 임계 영역이라고 합니다.
데드락(DeadLock) 발생 조건 4가지 모두 성립해야 데드락 발생
(하나라도 성립하지 않으면 데드락 문제 해결 가능)
- 상호 배제(Mutual exclusion) 자원은 한번에 한 프로세스만 사용할 수 있습니다.
- 점유 대기(Hold and wait) 최소한 하나의 자원을 점유하고 있으면서 다른 프로세스에 할당되어 사용하고 있는 자원을 추가로 점유하기 위해 대기하는 프로세스가 존재해야합니다.
- 비선점(No preemption) 다른 프로세스에 할당된 자원은 사용이 끝날 때까지 강제로 빼앗을 수 없습니다.
- 순환 대기(Circular wait) 프로세스의 집합에서 순환 형태로 자원을 대기하고 있어야합니다.
예방(prevention) 교착 상태 발생 조건 중 하나를 제거하면서 해결합니다.
상호배제 부정 : 여러 프로세스가 공유 자원 사용합니다. 점유대기 부정 : 프로세스 실행전 모든 자원을 할당합니다. 비선점 부정 : 자원 점유 중인 프로세스가 다른 자원을 요구할 때 가진 자원 반납합니다. 순환대기 부정 : 자원에 고유번호 할당 후 순서대로 자원 요구합니다.
