(CS 운영체제) 동기화 (기본)

2025년 04월 7일

LOCK 동기화 공부

 

✅ 1. 레이스 컨디션 (Race Condition)

여러 스레드(또는 프로세스)가 동시에 공유 자원에 접근할 때,
실행 순서에 따라 결과가 달라지는 예측 불가능한 상황

📌 예시 (공유 변수 증가):

int counter = 0;

Thread A: counter++;

Thread B: counter++;

 

• 두 스레드가 거의 동시에 counter++를 실행하면,
  실제 결과는 1이 될 수도 있음 (정상은 2여야 함)

➡ 데이터의 일관성, 정확성이 깨짐

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✅ 2. 동기화 (Synchronization)

여러 스레드나 프로세스가 공유 자원에 올바른 순서로 접근하도록 제어하는 것

• 레이스 컨디션을 방지하기 위한 필수 메커니즘
• 올바른 동기화 없이는 공유 자원 보호 불가능

➡ 락(lock), 세마포어(semaphore), 모니터(monitor) 등의 도구를 사용

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✅ 3. 임계 영역 (Critical Section)

공유 자원에 접근하는 코드 구역으로,
동시에 하나의 프로세스 또는 스레드만 진입해야 함

• 이 영역은 **Mutual Exclusion (상호 배제)**이 반드시 보장돼야 함

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✅ Mutual Exclusion (상호 배제)

여러 스레드 중 오직 하나만 임계 영역을 사용할 수 있게 만드는 것

➡ 구현 방법: lock 사용

lock.lock(); // 진입 전 락

// 임계 영역

lock.unlock(); // 빠져나올 때 락 해제

 

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✅ Critical Section Problem – 해결 조건 3가지

 

조건	설명
1. Mutual Exclusion (상호 배제)	동시에 하나만 임계 영역 진입 가능
2. Progress (진행)	어떤 프로세스도 임계 영역에 없으면, 진입 후보 중 하나가 반드시 진입 가능
3. Bounded Waiting (한정된 대기)	특정 프로세스가 락을 요청했을 때, 무한히 기다리는 일이 없도록 보장

 

 

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✅ 요약 정리 플로우

공유 자원 → 레이스 컨디션 발생 가능

   ↓

동기화(Synchronization) 필요

   ↓

임계 영역 (Critical Section) 지정

   ↓

Mutual Exclusion으로 보호 (lock 등)

   ↓

락 구현 시 test_and_set 같은 atomic 연산 사용 가능