CPU 잠금
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1. 개요
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| CPU 잠금 | |
|---|---|
| CPU 잠금 | |
| 종류 | 동시성 제어 메커니즘 |
| 목적 | 공유 자원에 대한 동시 접근 방지 |
| 상세 정보 | |
| 설명 | CPU 잠금은 멀티스레드 환경에서 여러 스레드가 동시에 공유 자원에 접근하는 것을 막기 위해 사용되는 동시성 제어 기술이다. CPU 잠금을 통해 특정 스레드가 자원을 사용하는 동안 다른 스레드의 접근을 차단하여 데이터 일관성을 유지하고 경쟁 조건으로 인한 문제를 방지할 수 있다. |
| 사용 예시 | 운영체제 커널: 운영체제 내부의 중요 데이터 구조나 하드웨어 자원에 대한 접근을 동기화하는 데 사용된다. 데이터베이스: 데이터베이스 트랜잭션 처리 중 데이터의 무결성을 유지하기 위해 사용된다. 멀티스레드 애플리케이션: 여러 스레드가 공유하는 데이터나 자원에 대한 접근을 제어하여 데이터 손상이나 예측 불가능한 동작을 방지한다. |
| 구현 방법 | 뮤텍스 (Mutex): 상호 배제를 위한 잠금 메커니즘으로, 한 번에 하나의 스레드만 자원에 접근할 수 있도록 한다. 세마포어 (Semaphore): 여러 스레드가 동시에 자원에 접근할 수 있도록 허용하는 잠금 메커니즘으로, 접근 가능한 스레드의 수를 제한한다. 스핀락 (Spinlock): 잠금을 획득하려는 스레드가 잠금이 해제될 때까지 계속해서 루프를 돌면서 잠금을 시도하는 방식이다. 짧은 시간 동안 잠금이 필요한 경우에 유용하다. 읽기-쓰기 잠금 (Read-Write Lock): 읽기 작업은 여러 스레드가 동시에 수행할 수 있도록 허용하고, 쓰기 작업은 단일 스레드만 수행할 수 있도록 한다. 읽기 작업이 빈번하고 쓰기 작업이 드물게 발생하는 경우에 유용하다. |
| 고려 사항 | 데드락 (Deadlock): 여러 스레드가 서로가 점유한 자원을 기다리면서 무한정 대기하는 상황을 방지해야 한다. 데드락을 피하기 위해서는 잠금 획득 순서를 일관되게 유지하거나, 타임아웃을 설정하여 잠금 대기 시간을 제한하는 등의 방법을 사용할 수 있다. 성능: 잠금 획득 및 해제는 상당한 오버헤드를 발생시킬 수 있으므로, 잠금의 범위와 빈도를 적절히 조절하여 성능 저하를 최소화해야 한다. 우선 순위 역전 (Priority Inversion): 낮은 우선 순위의 스레드가 잠금을 획득한 상태에서 높은 우선 순위의 스레드가 잠금을 기다리는 경우, 시스템의 전체적인 응답성이 저하될 수 있다. 우선 순위 상속 등의 방법을 통해 우선 순위 역전 문제를 해결할 수 있다. |
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