[OS] Thread Safe란?

Thead Safe

스레드 안전(thread 安全, 영어: thread safety)은 멀티 스레드 프로그래밍에서 일반적으로 어떤 함수나 변수, 혹은 객체가 여러 스레드로부터 동시에 접근이 이루어져도 프로그램의 실행에 문제가 없음을 뜻한다. 보다 엄밀하게는 하나의 함수가 한 스레드로부터 호출되어 실행 중일 때, 다른 스레드가 그 함수를 호출하여 동시에 함께 실행되더라도 각 스레드에서의 함수의 수행 결과가 올바로 나오는 것으로 정의한다.

 

Deadlock의 예시

Thread-safe를 지키기 위한 방법

1. Re-entrancy

어떤 함수가 한 스레드에 의해 호출되어 실행 중일 때, 다른 스레드가 그 함수를 호출하더라도 그 결과가 각각에게 올바로 주어져야 한다.

2. Thread-local storage

공유 자원의 사용을 최대한 줄여 각각의 스레드에서만 접근 가능한 저장소들을 사용함으로써 동시 접근을 막는다.

이 방식은 동기화 방법과 관련되어 있고, 또한 공유상태를 피할 수 없을 때 사용하는 방식이다.

 

3. Mutual exclusion

공유 자원을 꼭 사용해야 할 경우 해당 자원의 접근을 세마포어 등의 락으로 통제한다.

4. Atomic operations

공유 자원에 접근할 때 원자 연산을 이용하거나 '원자적'으로 정의된 접근 방법을 사용함으로써 상호 배제를 구현할 수 있다.

 

1) MUTEX를 이용한 동기화 방법

pthread_mutex_lock(&mutx);

... Critical Section

pthread_mutex_unlock(&mutx);

 

2) SEMAPHORES를 이용한 동기화 방법

 

A Thread

state = sem_init(&bin_sem,0,0);

while(number != 0)

wait...

데이터 처리

sem_post(&bin_sem);

 

B Thread

sem_wait(&bin_sem);

데이터 처리

통상적으로 Mutual Exclusion(상호배제) 방식을 이용한 Critical Section 처리가 자주 사용되는 편이다.

상호배제란, 한 Thread가 자원에 접근할 때 다른 Thread의 접근을 막는 것을 의미한다.