Deadlock(교착 상태) 완전 정리 - 발생 조건과 해결 방법까지

운영체제를 공부하다 보면 반드시 마주치는 개념이 있다.
바로 **Deadlock(교착 상태)**이다.
프로세스 간 자원 공유로 인해 시스템 전체가 멈춰버리는 상황을 설명한다.

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✅ Deadlock(교착 상태)란?

Deadlock은 둘 이상의 프로세스가 서로가 점유하고 있는 자원을 기다리면서,
영원히 대기 상태에 빠지는 상황을 의미한다.
이 상태에 빠지면 어떠한 프로세스도 작업을 진행할 수 없게 된다.

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✅ 실생활 예시로 이해하기

프린터를 점유하고 있는 A 프로세스와, 스캐너를 점유하고 있는 B 프로세스를 생각해보자.
A는 스캐너를 기다리고, B는 프린터를 기다리는 상황이라면,
둘 다 서로의 자원을 기다리기만 하면서 아무 작업도 진행되지 않는다.
이것이 바로 Deadlock이다.

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✅ 교착 상태 발생 조건 (4대 조건)

Deadlock이 발생하려면 다음 네 가지 조건이 모두 충족되어야 한다.

1. 상호 배제(Mutual Exclusion)
   • 자원은 한번에 하나의 프로세스만 사용할 수 있어야 한다.
2. 점유 대기(Hold and Wait)
   • 자원을 점유한 프로세스가 다른 자원을 추가로 기다려야 한다.
3. 비선점(No Preemption)
   • 자원을 강제로 빼앗을 수 없어야 한다.
4. 환형 대기(Circular Wait)
   • 프로세스들이 서로 자원을 기다리면서 원형 구조를 이루어야 한다.

이 중 하나라도 깨뜨리면 Deadlock은 발생하지 않는다.

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✅ Deadlock 해결 방법

교착 상태를 해결하는 방법은 네 가지로 정리할 수 있다.

1. 예방(Prevention)
   • Deadlock 발생 조건 중 하나를 사전에 제거하는 방법이다.
   • 예: 모든 자원을 한 번에 요청하도록 설계
2. 회피(Avoidance)
   • 시스템이 현재 상태를 분석하고, Deadlock이 발생하지 않도록 자원 할당을 조절하는 방법이다.
   • 예: 은행가 알고리즘(Banker's Algorithm)
3. 탐지 후 복구(Detection and Recovery)
   • Deadlock이 발생한 후 이를 탐지하고, 프로세스를 종료하거나 자원을 회수하는 방법이다.
4. 무시(Ignorance)
   • Deadlock이 드물게 발생하는 경우, 아예 신경 쓰지 않고 시스템을 재시작하는 방법이다.
   • 실제로 일부 운영체제에서는 이 방법을 채택한다.

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✅ Deadlock 상태 플로우 요약

프로세스 실행 → 자원 점유 → 추가 자원 요청 → 서로 대기 → Deadlock 발생

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📚 추가 예시

• 두 사람이 좁은 복도에서 마주친 상황을 생각해보자.
  둘 다 비켜주지 않고 계속 버티기만 하면, 아무도 앞으로 나아가지 못한다.
  이것도 일종의 Deadlock이다.

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✅ 요약

항목	설명
Deadlock 정의	서로 자원을 점유한 채 대기만 하여 작업이 중단된 상태
발생 조건	상호 배제, 점유 대기, 비선점, 환형 대기
해결 방법	예방, 회피, 탐지 후 복구, 무시
실생활 예시	프린터/스캐너 대기, 좁은 복도 충돌

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