Os07

Sistem Operasi - Deadlock -

S ISTEM O PERASI
- D EADLOCK -

Arya Adhyaksa Waskita

Fakultas Ilmu Komputer
Universitas Pembangunan Nasional Veteran Jakarta

21 April 2012


AGENDA

1 R EVIEW

2 OVERVIEW & O BYEKTIF

3 M ASALAH D EADLOCK

4 A LOKASI P ROSES -R ESOURCE

5 M ENGELOLA DEADLOCK

Review

O UTLINE

1 R EVIEW





Review

S INKRONISASI P ROSES

Proses-proses terlibat hubungan kerjasama (saling ketergantungan)
melalui shared data
Sinkronisasi perlu dilakukan agar diperoleh shared data yang konsisten
Beberapa istilah:
Critical section: code segment yang harus dieksekusi dengan cara mutual
exclusion
Mutual exclusion: jika proses Pi sedang berada dalam critical section,
tidak ada proses lain yang boleh mengaksesnya
Atomic operation: sebuah operasi yang ketika dijalankan harus
diselesaikan tanpa terbagi (uninterrupted)

Review

I LUSTRASI : critical section

G AMBAR : Critical section

Review

P ENERAPAN

Level user:
Solusi Peterson
Lock
Level kernel (HW):
TestAndSet
Swap
Semaphore
Monitor

Review

C ONTOH KASUS

Bounded Buffer
Readers Writers
Dinining Philosopher

Overview & Obyektif

O UTLINE

1 R EVIEW





Overview & Obyektif

Mempelajari konsep deadlock yang mencegah terhentinya eksekusi dua
proses konkuren
Mempelajari sejumlah metode untuk menghindari deadlock dalam
sistem

Masalah Deadlock

O UTLINE

1 R EVIEW





Masalah Deadlock

KONSEP

Sekumpulan proses yang masing-masing memegang resource yang
dibutuhkan proses lain, sementara dan di waktu yang sama
membutuhkan resource yang dimiliki proses lain
Contoh:
Semaphore A dan B, dieksekusi oleh proses P0 dan P1 dengan skenario
berikut

P0 P0
wait(A) wait(B)
wait(B) wait(A)

Masalah Deadlock

I LUSTRASI

G AMBAR : Ilustrasi deadlock

Tiap sisi jembatan adalah resource
Agar proses dapat dilanjutkan, harus ada proses yang ditunda
eksekusinya
Beberapa proses dapat ditunda eksekusinya untuk menyelesaikan
deadlock

Masalah Deadlock

K ARAKTER deadlock

Deadlock terjadi ketika kondisi berikut terjadi secara simultan
Mutual exclusion: hanya ada satu proses mengakses sebuah resource
di saat yang sama
Hold and wait: sebuah proses yang memegang sebuah resource
menunggu resource lain yang sedang digunakan proses lain
No preemption: resource hanya dapat dilepas secara sukarela oleh
proses yang menggunakannya, ketika proses tersebut selesai
menggunakannya (penggunaan resource tidak dapat dibatalkan)
Circular wait: hubungan Hold and wait yang melingkar (tidak berujung
pangkal)

Masalah Deadlock

M ODEL SYSTEM

Setiap resource Ri , memiliki instance Wi
Setiap proses memanfaatkan resource dengan pola
request
use
release

Alokasi Proses-Resource

O UTLINE

1 R EVIEW






D IAGRAM ALOKASI resource

P= proses (lingkaran )
R= resource (segiempat)
Request: P → R
Assignment: R → P


I LUSTRASI deadlock

G AMBAR : Ilustrasi deadlock


S IKLUS TANPA deadlock

G AMBAR : Siklus tanpa deadlock


DARI GRAFIK

Tanpa siklus: tidak terjadi deadlock
Dengan siklus:
jika hanya ada satu resource instance → deadlock
jika ada beberapa resource instance → bisa deadlock

Mengelola deadlock

O UTLINE

1 R EVIEW





Mengelola deadlock

C ONTOH deadlock

Mengelola deadlock

C ONTOH deadlock

G AMBAR : Contoh deadlock

Mengelola deadlock

M ENGELOLA deadlock

G AMBAR : Mengelola deadlock

Mengelola deadlock

P ENDEKATAN DALAM MENGELOLA deadlock

Pastikan sistem tidak akan pernah memasuki deadlock
Jika harus memasuki deadlock, siapkan metode recovery
Abaikan potensi deadlock, gunakan asumsi deadlock tidak terjadi

Mengelola deadlock
Mencegah deadlock

M ENCEGAH deadlock

Mencegah deadlock didasarkan pada kondisi deadlock dapat terjadi. Jika
kondisi tersebut dapat dicegah, deadlock dapat dicegah.
Mutual exclusion: non-shareable resource
Hold and wait: memastikan bahwa proses yang meminta suatu resource
tidak sedang memengang resource lain, dilakukan dengan cara:
kebutuhan resource sebuah proses harus dipenuhi dulu, sebelum instruksi
dieksekusi
proses hanya dapat meminta resource ketika tidak sedang memegang
resource apapun
dapat menimbulkan low resource utilization, starvation

Mengelola deadlock
Mencegah deadlock

M ENCEGAH deadlock

No-preemption:
jika proses yang sedang memegang kendali resource, lalu menunggu
resource lain, maka resource yang dipegangnya harus dilepas
jika ada proses yang meminta resource, evaluasi ketersediaannya:
Dalam mengevaluasi
jika tersedia, alokasikan
jika sedang digunakan proses lain, sementara proses tersebut menunggu
resource lain, pre-empted, lalu alokasikan
jika menunggu (wait):
dalam kondisi menunggu, resource yang sedang dipegangnya dapat di
pre-empted jika ada proses yang membutuhkan.
proses dapat diulang ketika resource yang diperlukan tersedia dan
mengembalikan resource yang di pre-empted saat sedang menunggu

Mengelola deadlock
Mencegah deadlock

M ENCEGAH deadlock

Circular wait:
menerapkan sistem pengurutan jenis resource, setiap resource diberi
identitas bilangan integer
mensyaratkan proses untuk meminta resource secara terurut, jika sedang
memegang resource dengan identitas i, proses hanya bisa meminta
resource dengan identitas j, dengan j > i, jika sebaliknya resource i harus
dilepas

Mengelola deadlock
Mencegah deadlock

M ENCEGAH DEADLOCK

Mencegah deadlock adalah mekanisme merancang interaksi
request-allocate resource dengan menjamin bahwa kondisi deadlock
tidak terjadi.
Kekurangan:
penggunaan resource rendah
penurunan system throughput

Mengelola deadlock
Menghindari deadlock

M ENGHINDARI DEADLOCK

Mengelola informasi untuk digunakan sebagai dasar request-allocate
resource tidak menimbulkan deadlock.
Informasi tersebut mengenai:
resource yang tersedia
resource yang sedang dialokasikan ke proses tertentu
request-release resource dari setiap proses
Dari informasi tersebut, sistem akan menentukan apakah sebuah
permintaan dapat dialokasikan atau harus menunggu untuk
menghindari deadlock

Mengelola deadlock

KONSEP Safe state

Kondisi di mana sistem dapat mengalokasi resource ke proses tanpa
deadlock
Pada suatu sistem terdapat proses < P1 , P2 , . . . Pn >. Permintaan
proses Pi dapat dipenuhi oleh resource yang tersedia, ditambah
resource dari proses Pj dengan j < i
Jika permintaan tidak segera terpenuhi Pi harus menunggu
Ketika Pj selesai menggunakan resource, Pj melepaskan resource
sehingga dapat digunkan Pi
Pi kemudian menggunakan resource dan menyelesaikan pekerjaan

Mengelola deadlock

KONSEP Safe state

System safe: tidak terjadi
deadlock
System unsafe:
kemungkinan deadlock
Menghindari deadlock:
mencegah sistem masuk
ke kondisi unsafe

Mengelola deadlock

A LGORITMA

Jika instance sebuah resource tunggal:
resource-allocation graph
Jika instance sebuah resource jamak:
algoritma banker’s

Mengelola deadlock

S KEMA resource-allocation graph

Claim: P R
Request: P → R
Assignment: R → P
Cegah terjadinya circular wait

Mengelola deadlock

I LUSTRASI

Safe state Unsafe state

Mengelola deadlock

A LGORITMA BANKER ’ S

Diperlukan struktur data:
Available: jika Available [j ] = k , maka ada k instance dari resource j
Max: jika Max [i , j ] = k , kebutuhan maksimum Pi adalah sebesar k
instance dari resource dari jenis j
Allocation: jika Allocation [i , j ] = k , Pi sedang diberi alokasi sebesar k
instance dari resource j
Need: jika Need [i , j ] = k , Pi perlu tambahan k instance lagi dari
resource j
Need [i , j ] = Max [i , j ] − Allocation [i , j ]

Mengelola deadlock

I LUSTRASI

Terdapat 5 proses: P0 , P1 , P2 , P3 , P4
3 jenis resource, masing-masing:
A = 10 instances
B = 5 instances
C = 7 instances
Saat t = 0

Alokasi Max Tersedia
ABC ABC ABC
P0 010 753 332
P1 200 322
P2 302 902
P3 211 222
P4 002 433

Mengelola deadlock

I LUSTRASI

Need = Max − Allocation

Need
ABC
P0 743
P1 122
P2 600
P3 011
P4 431

Bagaimana urutan eksekusi proses agar tergolong sebagai safe state?

Mengelola deadlock

C ONTOH

Banyaknya resource: A=10, B=5, C=7
Dengan P1 meminta tambahan alokasi 1 untuk A dan 2 untuk C, pada
t =0

Alokasi Max Tersedia
ABC ABC ABC
P0 010 753 230
P1 302 322
P2 302 902
P3 211 222
P4 002 433


Mengelola deadlock
Deteksi deadlock

D ETEKSI deadlock

Sistem diperbolehkan memasuki kondisi deadlock
Menerapkan algoritma deteksi deadlock
Melakukan recovery

Mengelola deadlock
Deteksi deadlock

Resource DENGAN instance TUNGGAL

Memperhatikan grafik alokasi resource:
kotak=resource
lingkaran=proses
Menjaga grafik wait-for: Pi → Pj menunjukkan proses Pi menunggu Pj
Secara periodik menjalankan algoritma untuk mendeteksi circular wait
dalam grafik wait-for

Mengelola deadlock
Deteksi deadlock

I LUSTRASI

G AMBAR : (a). Resource-allocation graph (b). Wait-for graph

Mengelola deadlock
Deteksi deadlock

Resource DENGAN instance JAMAK

Beberapa variabel yang diperlukan:
Available: jumlah instance resource yang tersedia
Allocation: jumlah resource yang telah teralokasi
Request: Request [i , j ] = k , Pi meminta sejumlah k resource lebih dari
yang telah dialokasikan

Mengelola deadlock
Deteksi deadlock

I LUSTRASI

5 proses: P0 , P1 , P2 , P3 , P4
Resource: A = 7, B = 2, C = 6
Saat t = 0

Alokasi Permintaan Tersedia
ABC ABC ABC
P0 010 000 000
P1 200 202
P2 302 000
P3 211 100
P4 002 002


Mengelola deadlock
Deteksi deadlock

P ENGGUNAAN

Waktu dan bagaimana algoritma deteksi dijalankan tergantung pada:
Seberapa sering deadlock terjadi: semakin sering deadlock,
semakin sering algoritma deteksi dijalankan,
semakin sering resource yang terlibat deadlock, idle
Berapa banyak proses yang terpengaruh oleh deadlock
deadlock terjadi karena ada proses yang tidak dapat segera dilayani
permintaan resource untuknya
proses lain yang terkait akan terpengaruh, sehingga berpotensi menjadi
sumber deadlock juga

Mengelola deadlock
Recovery

P ENGHENTIAN (terminated)

Menghentikan semua proses deadlock
Menghentikan proses deadlock satu per satu, hingga deadlock terurai,
pilihan didasarkan pada:
prioritas
berapa banyak eksekusi yang telah diselesaikan & berapa yang tersisa
resource yang digunakan
resource yang diperlukan untuk selesai
berapa banyak proses yang akan dibatalkan (terminated)
proses interactive atau batch

Mengelola deadlock
Recovery

P ENUNDAAN (pre-emted)

Pemilihan: didasarkan pada minimasi biaya
Rollback: mengembalikan kondisi proses ke safe state terdekat, lalu
ulangi eksekusi dari titik tersebut
Starvation: ada proses yang selalu dikorbankan (pre-empted) ketika
terjadi deadlock

Os07

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

Destacado

Destacado (7)

Similar a Os07

Similar a Os07 (20)

Último

Último (20)

Os07