[CS 면접 질문] 프로세스(1)

프로세스와 스레드의 차이는 무엇인가요?

프로세스란 .exe같은 아직 실행되지 않은 파일을 프로그램이라고 하는데 그 프로그램을 실행시키면 프로세스다.

즉 컴퓨터에서 실행되고 있는 프로그램이다.

스레드란 프로세스가 할당받은 자원을 이용하는 실행 흐름의 단위이다.

둘의 큰 차이는 스레드는 스레드끼리 메모리를 공유하지만 프로세스는 자신의 자원만 접근이 가능하다.

따라서 한 스레드가 종료된다면 다른 스레드에게 영향을 끼치지만 프로세스는 한 프로세스가 종료되어도 다른 프로세스에게 영향을 끼치지 않는다.

 

---

교착상태란 무엇이며, 교착상태가 발생하기 위해서는 어떤 조건이 있어야 하나요?

교착상태란 프로세스 or 스레드들이 서로 필요한 자원을 한정적으로 서로 가지고 있는 것이다.

교착 상태 발생 조건은 4가지이고 모두 충족되어야 한다.

 

상호 배제 (Mutual Exclusion)

• 한 번에 한 개의 프로세스만이 공유 자원을 사용할 수 있어야 함 -> 서로 lock을 사용할 수 있다는 말

비선점 (Non-Preemptive)

• 다른 프로세스에 할당된 자원은 사용이 끝날 때까지 강제로 빼앗을 수 없어야 함 -> 서로 lock을 사용할 수 있다는 말

 

점유와 대기 (Hold & Wait)

• 최소한 하나의 자원을 점유하고 있으면서 다른 프로세스에 할당되어 사용되고 있는 자원을 추가로 점유하기 위해 대기하는 프로세스가 있어야 함

 

환형 대기 (Circular Wait)

• 공유 자원과 자원을 사용하기 위해 대기하는 프로세스들이 원형으로 구성되어 있어 자신에게 할당된 자원을 점유하면서 앞이나 뒤에 있는 프로세스의 자원을 요구해야 함

---

교착상태의 해결법은 무엇인가요?

1. 예방

• 교착상태가 발생하지 않도록 사전에 시스템을 제어하는 방법
• 앞서 살펴본 교착상태 발생의 네 가지 조건 중 어느 하나를 제거함으로써 수행

1. 상호 배제 부정

여러 개의 프로세스가 동시에 공유자원을 사용할 수 있음

2. 점유 대기 부정

프로세스가 실행되기 전에 필요한 모든 자원을 할당하여 프로세스 대기를 없애거나, 자원이 점유되지 않은 상태에서만 자원 요청을 받도록 함

3. 비선점 부정

모든 자원에 대한 선점을 허용

4. 순환 대기 부정

자원을 선형으로 분류하여 고유 번호를 할당하고, 각 프로세스는 현재 점유한 자원의 고유번호보다 앞이나 뒤 한쪽 방향으로만 자원을 요구하도록 함

• 자원의 낭비가 심한 기법

 

2. 회피

• 교착상태가 발생할 가능성을 배제하지 않고 교착상태가 발생하면 적절히 피해가는 방법
• 교착상태가 발생할 가능성이 있다면 자원 할당(Unsafe allocation)을 하지 않고 안전한 상태(Safe state)에서만 자원 요청을 허용하는 방법
• Banker's Algorithm이 사용

 

3. 검출

• 현재 운영체제는 이 검출방식으로 사용
• 시스템에 교착상태가 발생했는지 점검하여 교착상태에 있는 프로세스와 자원을 발견하는 것
• 그 중에는 타임아웃, 자원 할당 그래프 등을 사용할 수 있음

 

4. 회복

• 교착상태를 일으킨 프로세스를 종료시키거나, 교착상태의 프로세스에 할당된 자원을 선점(preempt)하여 프로세스나 자원을 회복하는 것

---

뮤텍스와 세마포어에 대해서 설명해 보시오.

• 공유된 자원에 여러 개의 프로세스가 동시에 접근할 때, 데이터를 한 번에 하나의 프로세스만 접근할 수 있도록 제한하도록 하는 도구이다.
• 뮤텍스는 동기화 대상이 하나이고, 상태가 0, 1 뿐이므로 Lock을 가질 수 있다,
• 세마포어는 동기화 대상이 하나 이상이고, 소유하지 않는 스레드가 Semaphore를 해제할 수 있다.

---

컨텍스트 스위칭이란 무엇인가요?

• 현재 작업하고 있는 프로세스를 교환하는 작업이다.
• 원래 실행하고 있던 프로세스의 context를 PCB라고 하는 별도의 메모리 공간에 저장 & 새로 실행할 프로세스의 context를 PCB에서 불러온다.

---

경쟁 상태란 무엇인가요?

둘 이상의 입력 또는 조작의 타이밍이나 순서 등이 공유자원에 동시에 접근하여 결과값에 영향을 줄 수 있는 상태이다.

 

ex) 은행에 10000원이 있을 때, 아들은 10000원을 출금하고 엄마는 아들에게 5000원을 입금함 → 0원 → 5000원이 되리라 예상 but 경쟁상태라면?

동시에 출금과 입금이 진행되는 경우

아들의 입장 : 현재잔고 10000원 – 10000원 출금 = 기대잔고 0원

엄마의 입장 : 현재잔고 10000원 – 5000원 입금 = 기대잔고 15000원

따라서 경쟁상태는 공유 데이터(잔고)에 최종값을 보장할 수 없는 상황을 말함

 

 

 

질문 출처

https://velog.io/@hygoogi/기술-면접-질문-모음