Process Synchronization - Monitor

세마포어의 문제점

• 코딩하기 힘들다.
• 정확성(correctness)의 입증이 어렵다.
• 자발적 협력(voluntary cooperation)이 필요하다.
• 한 번의 실수가 모든 시스템에 치명적인 영향을 줄 수 있다.

 

실수 예시

1. Mutual Exclusion이 깨짐

   V(mutex);
   Critical Section
   P(mutex);

2. Deadlock 발생

   P(mutex);
   Critical Section
   P(mutex);

 

Monitor

동시 수행중인 프로세스 사이에서 abstract data type의 안전한 공유를 보장하기 위한 high-level synchronization construct 이다. Monitor에서 자체적으로 프로세스의 접근을 관리하기 때문에 세마포어와 달리 개발자가 직접 Lock을 걸 필요가 없다는 것이 큰 장점이다.

 

특징

• 모니터 내에서는 한번에 하나의 프로세스만이 활동 가능
• 프로그래머가 동기화 제약 조건을 명시적으로 코딩할 필요 없음
• 프로세스가 모니터 안에서 기다릴 수 있도록 하기 위해
  • condition variable 사용
    • condition x, y;
    • lock이나 접근 가능한 공유 자원의 수 등 값을 가지는 것이 아니라 sleep한 프로세스를 관리하는 변수

 

Condition Variable

condition variable은 wait와 signal 연산에 의해서만 접근 가능

• x.wait()
x.wait()을 invoke한 프로세스는 다른 프로세스가 x.signal()을 invoke하기 전까지 suspend된다.
• x.signal()
x.signal()은 정확하게 하나의 suspend된 프로세스를 resume한다. suspend된 프로세스가 없으면 아무일도 일어나지 않는다.

 

유한 버퍼 문제의 Monitor 해결법

monitor bounded_buffer
{
    int buffer[N];
    condition full, empty;

    void produce(int x) {
        if there is no empty buffer
            empty.wait();
        add x to an empty buffer
        full.signal();
    }

    void consume(int *x) {
        if there is no full buffer
            full.wait();
        remove an item from buffer and store it to *x
        empty.signal();
    }
}

 

 

 

 

출처

반효경, "운영체제 2014-1", KOCW, http://www.kocw.net/home/cview.do?cid=3646706b4347ef09