04월 03일: 3장 3-4절 스터디

[ssum1ra]

유미라: link
윤태연: link
최선아: link

[ssum1ra]

java의 monitor와 synchronized?

[ssum1ra]

1. monitor란?

• 자바에서 모든 객체는 monitor를 하나씩 갖고 있다.
  • synchronized 블록이 실행되거나 wait()/notify() 메서드가 호출될 때 등 모니터가 실행됨.
• 이 monitor는 일종의 락이며, 한 번에 하나의 쓰레드만 이 락을 획득할 수 있다.
• monitor는 동기화를 통해 임계 구역에 대한 배타적 접근을 보장한다.

2. synchronized란?

• synchronized는 monitor를 사용하는 방법이다.
• 자바에서 synchronized 키워드는 모니터 락을 획득해서 해당 블록이나 메서드의 실행을 하나의 쓰레드만 허용하게 만든다.

예제

public synchronized void doSomething() {
    // 하나의 쓰레드만 이 메서드 실행 가능
}

• 이 경우, monitor는 this 객체에 걸린다. (인스턴스 메서드의 경우)
• 메서드가 끝날 때까지 다른 쓰레드는 들어올 수 없다.

[rhino-ty]

추가: Lock API + ReentrantLock로 더 세밀한 동기화 도구 사용 가능. Semaphore 등의 기타 동기화도 존재.

[ssum1ra]

은행원 알고리즘이란?

[ssum1ra]

은행원 알고리즘

• 은행원 알고리즘은 자원을 요청받았을 때 즉시 할당하지 않고, 만약 할당했을 때 시스템이 안전 상태로 유지될 수 있는지 시뮬레이션 해본다.
• 안전하다고 판단되면 할당하고, 아니라면 거절한다.

안전 상태

모든 프로세스가 순서대로 자원을 획득하고 종료할 수 있는 상태

핵심 개념

• Max: 각 프로세스가 필요한 자원의 최대치
• Allocation: 현재 할당된 자원의 수
• Need = Max - Allocation
• Available: 현재 시스템에 남아 있는 자원 수

프로세스가 자원을 요청하면 다음 조건을 확인한다.

요청량 ≤ Need
요청량 ≤ Available

• 조건을 만족하면 임시로 자원을 할당하고, 모든 프로세스가 순차적으로 실행 및 종료 가능한지 시뮬레이션한다.
• 시뮬레이션 결과가 안전하다면 자원을 진짜 할당하고, 그렇지 않으면 할당을 거부하고 대기 상태로 둔다.

[ssum1ra]

입출력 집중 프로세스보다 CPU 집중 프로세스의 우선순위를 높이게 된다면 어떤 일이 벌어질까?

[ssum1ra]

• I/O-bound 프로세스는 CPU는 조금만 쓰고, 바로 I/O로 넘어가니 빠르게 처리 가능하다.
• 그런데 CPU-bound만 계속 돌면 I/O 자원은 놀고, CPU는 바빠진다. -> 자원 낭비

[choiseona]

모니터랑 위의 세마포/뮤텍스 락과는 뭐가 다른거지?? 모니터는 단순히 인터페이스만을 의미하는건가?? 그럼 세마포나 뮤텍스 락에서의 함수도 모니터라고 볼 수 있는건가??

[choiseona]

• 모니터는 뮤텍스와 조건 변수를 결합하여 더 높은 수준의 추상화와 편의성을 제공하는 동시성 제어 메커니즘
• 뮤텍스와 세마포어가 저수준 동기화 기본 요소라면, 모니터는 이를 포장하여 사용자 친화적인 인터페이스를 제공하는 고수준 구조

[rhino-ty]

[choiseona]

최단 작업 우선 스케줄링에서 'CPU를 이용하는 시간의 길이가 짧다'는건 어떻게 미리 알 수 있을까?

[choiseona]

• 최단 작업 우선(Shortest Job First, SJF) 스케줄링에서 CPU 사용 시간을 미리 아는 것은 실제로 큰 과제
• 완벽하게 미리 알기는 어렵지만, 몇 가지 방법으로 예측할 수 있음

CPU 사용 시간 예측 방법

과거 실행 이력 활용

• 동일한 프로세스나 작업이 이전에 실행된 기록을 분석
• 이전 실행에서의 CPU 사용 시간을 기반으로 다음 실행 시간 예측

지수 평균법(Exponential Averaging)

• 가장 널리 사용되는 방식 중 하나
• 공식: 𝜏(n+1) = α·t(n) + (1-α)·𝜏(n)
• 𝜏(n+1): 다음 CPU 버스트 예측값
• t(n): 현재 CPU 버스트의 실제 길이
• 𝜏(n): 현재 CPU 버스트의 예측값
• α: 가중치 (0≤α≤1)

[choiseona]

[choiseona]

• 할당 받은 누적 CPU 시간