Transcript 6-Deadlock Starvation-upi.ppt

DEADLOCK &
STARVATION
1
Deskripsi Deadlock & Starvation
Proses pada sistem multiprogramming dikatakan deadlock jika
proses itu menunggu suatu kejadian tertentu yang tak akan pernah
terjadi. Deadlock terjadi ketika proses-proses mengakses secara
eksklusif sumber daya
Proses dikatakan sebagai mengalami starvation bila proses-proses
itu menunggu alokasi sumber daya sampai tak terhingga, sementara
starvation disebabkan karena bias pada kebijaksanaan atau strategi
alokasi sumber daya
2
Model Deadlock
Urutan kejadian pengoperasian peralatan masukan / keluaran
adalah:
Meminta (request) : Meminta pelayanan peralatan
masukan / keluaran
Memakai (use)
: Memakai peralatan masukan/
keluaran
Melepaskan (release): Melepaskan pemakaian
peralatan masukan / keluaran
3
Model Deadlock
Didalam suatu proses dan pengalokasian sumber daya
logikanya agar tidak terjadi deadlock adalah
P0
Sebuah proses meminta sumber daya
R0
R1
Sumber daya diberikan agar proses
berjalan
P1
4
Model Deadlock
Kondisi di atas akan dapat menjadi deadlock apabila
terjadi kondisi saling menunggu. Seperti pada gambar
berikut:
P0
R0
R1
P1
Pada saat proses 0 menggenggam
sumber daya 0 dan menunggu sumber
daya 1, pada saat itu pula sumber daya
1 sedang digenggam oleh proses 1
yang sedang menunggu sumber daya 0
yang sedang digenggam proses 0.
5
Syarat-syarat perlu bagi terjadinya
Deadlock
Mutual exclusion (Mutual Exclution Condition)
Tiap sumber daya saat itu diberikan pada tepat satu proses
Kondisi genggam dan tunggu (Hold and Wait Condition)
Proses-proses yang sedang menggenggam sumber daya, menunggu sumber
daya - sumber daya baru
Kondisi non-pre-emption (Non-Pre-Emption Condition)
Sumber daya sumber daya yang sebelumnya diberikan tidak dapat diambil
paksa dari proses itu. Sumber daya – sumber daya harus secara eksplisit
dilepaskan dari proses yang menggenggamnya
Kondisi Menunggu secara sirkuler (Circular Wait Condition)
Harus terdapat rantai sirkuler dari dua proses atau lebih, masing-masing
menunggu sumber daya yang digenggam oleh anggota berikutnya pada rantai
itu
6
Metode-metode mengatasi deadlock
1.
Metode pencegahan terjadinya deadlock (Deadlock Prevention)
2.
Metode penghindaran terjadnya deadlock (Deadlock Avoidance)
3.
Metode deteksi dan pemulihan dari deadlock (Deadlock Detection
and Recovery)
7
Metode pencegahan terjadinya deadlock
Untuk mengatasi deadlock cara inilah yang
paling aman, yaitu dengan sebelum adanya
dan terjadinya deadlock kita telah melakukan
upaya agar deadlock tidak terjadi.
8
Metode pencegahan terjadinya deadlock
Meniadakan mutual exclusion
Dilakukan dengan cara spooling peralatan-peralatan yang harus
didedikasikan untuk suatu proses
Masalah pada teknik ini :


Tidak setiap sumber daya eksklusif dapat di spooling
Kompetisi terhadap ruang disk untuk spooling dapat menuntun ke deadlock
Meniadakan kondisi hold and wait
Teknik ini berbasis pada semua atau tidak sama sekali
Masalah pada teknik ini :


Sukar mengetahui lebih dulu semua sumber daya yang diperlukan
Sangat tidak efisien
Meniadakan kondisi non-pre-emption
Jika proses sedang dieksekusi maka proses yang lain jangan
dieksekusi secara bersamaan
Masalah pada teknik ini :
Akan membuat proses-proses menghasilkan hasil tak benar
Meniadakan kondisi menunggu sirkuler
Kondisi ini dapat dilakukan dengan beberapa cara :
Proses hanya dibolehkan menggenggam satu sumber daya pada satu saat
Penomoran global semua sumber daya
9
Metode penghindaran terjadinya deadlock
Apabila telah ada tanda-tanda akan
terjadinya deadlock kita dapat mengatasinya
dengan cara menghindar dari terjadinya
deadlock semaksimal mungkin
10
Metode penghindaran terjadinya deadlock
Dalam metode ini memiliki dua pernyataan yang harus dimengerti,
yaitu :
State selamat (Safe State)
Metode penghindaran yang diberikan pernyataan ini dikarenakan
terdapat cara memenuhi semua permintaan yang ditunda tanpa
menghasilkan deadlock dengan menjalankan proses-proses secara
hati-hati mengikuti suatu urutan tertentu
State tak selamat (Unsafe State)
Metode penghindaran yang diberikan pernyataan ini dikarenakan
tidak terdapat cara untuk memenuhi semua permintaan yang saat
ini ditunda dengan menjalankan proses-proses dengan suatu
urutan. State dapat berubah menjadi state tak selamat bila alokasi
sumber daya tak terkendali. Tetapi state tak selamat bukan berarti
deadlock, hanya menyatakan bahwa state tersebut
berkemungkinan menuju deadlock.
11
Metode penghindaran terjadinya deadlock

Diberi contoh kasus yang sama untuk masing-masing state:
Contoh state selamat
1
Proses
Jumlah sumber
daya digenggam
Maksimum sumber
daya dibutuhkan
A
2
10
B
1
3
C
3
7
Tersedia
4
Terjadi kasus seperti diatas, dan akan diselesaikan dengan cara:
12
Metode penghindaran terjadinya deadlock
Contoh state selamat
4
2
Proses
Jumlah sumber
daya digenggam
Maksimum sumber
daya dibutuhkan
Proses
Jumlah sumber
daya digenggam
Maksimum sumber
daya dibutuhkan
A
2
10
A
2
10
B
1
3
B
3
3
C
7
7
C
0
-
Tersedia
0
3
Tersedia
5
5
Proses
Jumlah sumber
daya digenggam
Maksimum sumber
daya dibutuhkan
Proses
Jumlah sumber
daya digenggam
Maksimum sumber
daya dibutuhkan
A
2
10
A
2
10
B
1
3
B
0
-
C
0
-
C
0
-
Tersedia
7
Tersedia
8
13
Metode penghindaran terjadinya deadlock
Contoh state selamat
6
7
Proses
Jumlah sumber
daya digenggam
Maksimum sumber
daya dibutuhkan
Proses
Jumlah sumber
daya digenggam
Maksimum sumber
daya dibutuhkan
A
10
10
A
0
-
B
0
-
B
0
-
C
0
-
C
0
-
Tersedia
0
Tersedia
10
Dari pengalokasian sumber daya di atas dapat kita simpulkan bahwa suatu
kasus dapat kita katakan state selamat apabila pengalokasian sumber daya
dilakukan secara berurutan dengan menyelesaikan lebih dulu proses mana
yang dapat segera diselesaikan dengan sumber daya yang digenggam dan
sumber daya yang tersedia, kemudian setelah selesai lanjut ke proses
selanjutnya dengan cara yang sama dan begitu seterusnya sampai semua
proses dapat diselesaikan dengan baik.
14
Metode penghindaran terjadinya deadlock
Contoh state tak selamat
4
Proses
Jumlah sumber
daya digenggam
Maksimum sumber
daya dibutuhkan
A
2
10
B
1
3
C
3
7
Tersedia
4
Terjadi kasus seperti diatas, dan akan diselesaikan dengan cara:
15
Metode penghindaran terjadinya deadlock
Contoh state tak selamat
2
Proses
Jumlah sumber
daya digenggam
Maksimum sumber
daya dibutuhkan
A
4
10
B
2
3
C
3
7
Tersedia
1
3
Proses
Jumlah sumber
daya digenggam
Maksimum sumber
daya dibutuhkan
A
4
10
B
3
3
C
3
7
Tersedia
0
16
Metode penghindaran terjadinya deadlock
Contoh state tak selamat
4
Proses
Jumlah sumber
daya digenggam
Maksimum sumber
daya dibutuhkan
A
4
10
B
0
-
C
3
7
Tersedia
3
Dari pengalokasian sumber daya di atas dapat kita simpulkan bahwa suatu
kasus dapat kita katakan state tak selamat apabila pengalokasian sumber
daya dilakukan secara random atau acak dan tidak dapat menyelesaikan
salah satu proses yang dijalankan atau lebih karena kekurangan sumber
daya.
17
Metode penghindaran terjadinya deadlock
Algoritma Banker oleh Dijkstra
Dalam metode algoritma banker ini sistem operasi dapat
memberikan akses sumber daya atau menolak masing-masing
permintaan, tetapi jika ditolak, proses masih menggenggam
sumber daya yang telah dialokasikan untuknya dan menunggu
waktu berhingga sampai permintaan dapat diberikan.
Sistem hanya memberikan permintaan yang menghasilkan
state selamat. Permintaan proses yang akan menghasilkan
state tak selamat secara berulang ditolak sampai permintaan
dapat dipenuhi. Intinya pada algoritma banker ini sistem selalu
memelihara agar dalam kondisi state selamat
18
Metode penghindaran terjadinya deadlock
Algoritma Banker oleh Dijkstra
Adapun kelemahan algoritma banker :
Proses-proses jarang mengetahui di awal proses jumlah maksimum sumber daya
yang akan diperlukan
Jumlah proses tidak tetap, secara dinamis beragam begitu pemakai-pemakai baru login
dan logout
Sumber daya yang dihitung sebagai tersedia dapat saja tiba-tiba dicopot sehingga
sebenarnya menjadi tidak tersedia
Proses-proses haruslah independen, yaitu urutan proses-proses dieksekusi tidak
dibatasi oleh kebutuhan sinkronisasi antar proses
Algoritma menghendaki memberikan semua permintaan selama waktu yang berhingga
Algoritma menghendaki client-client mengembalikan sumber daya setelah suatu waktu
yang berhingga
19
Metode deteksi dan pemulihan deadlock
Langkah-langkah metode deteksi dan
pemulihan deadlock :
1.
Deteksi adanya deadlock
2.
Pemulihan dari deadlock
20
Metode deteksi dan pemulihan deadlock
1.
Deteksi adanya deadlock
Deteksi deadlock adalah teknik untuk menentukan apakah
deadlock terjadi serta mengidentifikasi proses-proses dan sumber
daya-sumber daya yang terlibat deadlock. Periode yang dilakukan
dengan cara memonitor permintaan dan pelepasan sumber daya
dengan menggunakan algoritma deteksi deadlock
21
Metode deteksi dan pemulihan deadlock
2. Pemulihan dari deadlock
Begitu sistem terdapat deadlock, deadlock harus diputuskan
dengan menghilangkan satu syarat atau lebih.
Teknik pemulihan yang biasa digunakan adalah
menghilangkan (dengan suspend atau kill) proses-proses dari
sistem dan pengklaiman kembali (reclaim) sumber daya yang
dipegang proses-proses itu.
22
Metode deteksi dan pemulihan deadlock
2. Pemulihan dari deadlock
Pemulihan dari deadlock dirumitkan oleh faktor-faktor
berikut :
Belum tentu dapat menentukan adanya deadlock secepatnya
Kebanyakan sistem mempunyai fasilitas-fasilitas buruk untuk mensuspend proses, menghilangkan dari sistem dan me-resume
proses di lain waktu. Pada siste waktu nyata yang harus berfungsi
terus-menerus, proses-proses tidak dapat di-suspend dan diresume
Bahkan jika terdapat kemampuan suspend dan resume yang
efektif. Kemampuan ini melibatkan sejumlah overhead berarti dan
memerlukan perhatian operator yang berkemampuan tinggi.
Operator semacam ini tidak selalu tersedia.
Pemulihan memerlukan sejumlah kerja yang berarti
23
Metode deteksi dan pemulihan deadlock
2. Pemulihan dari deadlock
Pendekatan-pendekaan penyelesaian pemulihan deadlock :
Abaikan (singkirkan) semua proses yang terlibat deadlock
Back-up semua proses yang terlibat deadlock ke suatu checkpoint
yang didefinisikan sebelumnya dan jalankan kembali semua proses
itu
Secara berurutan abaikan (singkirkan) proses-proses sampai
deadlock tidak ada lagi
Secara berurutan preempt sumber daya-sumber daya sampai tidak
ada deadlock lagi
24
Metode-metode penanggulangan deadlock
Prinsip
Pencegahan
Kebijaksanaan
alokasi sumber
daya
Skema-skema
Konsevatif,
menurunkan
efisiensi
sumber daya
Meminta semua
sumber daya
sekaligus
Keunggulan utama
Bekerja bagus untuk proses-proses
yang melakukan satu barisan aktifitas
tunggal
 Tidak diperlukan preemption


Preemption
Pengurutan
sumber daya
Deteksi
Penghindaran
Lebih bebas,
sumber daya
yang diminta
diberikan bila
mungkin
Dijalankan
secara periodik
Memilih jalan
tengah antara
deteksi dan
pencegahan
Memanipulasi
untuk
menemukan
pada
setidaknya satu
jalur selamat
Cocok ketika diterapkan ke sumber daya
yang state-nya dapat disimpan dan
dikembalikan dengan mudah
Kelemahan utama


Preempt akan terjadi lebih
sring daripada yang diperlukan
 Dapat menjadi restart yang
siklus


Layak dipaksakan lewat pemeriksaan
saat kompilasi
 Tidak perlu komputasi saat berjalan
karena masalah diselesaikan sewaktu
perancangan sistem

Tak pernah terdapat waktu tunda inisiasi
proses
 Memberi fasilitas penanganan on-line



Tidak diperlukan preemption
Tidak efisien
Memerlukan waktu
tunda inisiasi proses
Preempt tanpa banyak
penggunaan
 Tak mengijinkan permintaan
sumber daya yang meningkat
Kehilangan preempt yang
inheren
Kebutuhan-kebutuhan sumber
daya masa datang harus
diketahui
 Proses-proses dapat diblok
untuk periode yang lama

Garis besar metode-metode penanggulangan deadlock
Deadlock & Starvation
25
Strategi penanggulangan deadlock terpadu
Strategi penanggulangan deadlock terpadu yang disarankan oleh
Silberschatz, yaitu :
Kelompokkan sumber daya-sumber daya menjadi sejumlah kelas
sumber daya
Gunakan strategi pengurutan linear seperti yang didefinisikan pada
pencegahan menunggu sirkular. Strategi ini digunakan untuk
mencegah deadlock di antara kelas-kelas sumber daya berbeda
Dalam satu kelas sumber daya, gunakan algoritma yang paling
cocok untuk kelas-kelas sumber daya itu
26
Masalah Kongkurensi
Masalah kongkurensi adalah masalah
tentang proses-proses yang berkompetisi
(bersaing) mendapatkan akses eksklusif atas
sejumlah sumber daya yang terbatas
27
Masalah Kongkurensi
Dinning Philosophers Problem
Masalah ini pertama kali diberikan oleh Djikstra pada 1965, masalahnya
sebagai berikut:
Lima filosof duduk di sekeliling meja, tiap filosof mempunyai sepiring
spaghetti. Spaghetti begitu ruwet dan licin sehingga untuk makan
memerlukan dua garpu sekaligus. Hidup filosof hanya berisi dua periode
bergantian, yaitu: makan dan berfikir. (ini hanya abstraksi untuk
mempermudah karena aktivitas-aktivitas lain tidak relevan).
Ketika filosof lapar, filosof mencoba memperoleh garpu kanan dan kiri
sekaligus dengan urutan manapun. Jika sukses memperoleh dua garpu
sekaligus, filosof makan. Kemudian telah selesai makan, filosof
meletakkan kembali garpunya dan melanjutkan berfikir.
Pertanyaan pokok:
Dapatkah ditulis program yang harus dikerjakan tiap filosof dan tak
pernah secara permanen mengendalikannya.
28
Masalah Kongkurensi
Write-Readers Problem
Masalah pembaca dan penulis adalah memodelkan pengaksesan
ke basis data. Masalahnya sebagai berikut:
Misalkan terdapat basis data besar, seperti sistem reversi
penerbangan dengan proses-proses berkompetisi untuk membaca
dan menulis. Aturannya terhadap persaingan yang mengijinkan
banyak proses membaca basis data pada saat yang sama. Tapi
jika terdapat satu proses menulis (yaitu:mengubah) basis data, tak
ada proses lain yang boleh mengakses basis data baik untuk
membaca ataupun menulis.
Pertanyaan pokok:
Bagaimana program untuk penulis dan pembaca?
29
Masalah Kongkurensi
Sleeping Barber Problem
Masalah pemangkas yang mengantuk sebagai berikut:
Salon pangkas rambut mempunyai satu pemangkas rambut atau
kursi pemangkasan, dan kursi untuk pelanggan-pelanggan
menunggu, jika ada. Jika tidak ada pelanggan, pemangkas duduk
di kursi pemangkasan dan tidur. Ketika pelanggan datang, dia
membangunkan pemangkas. Jika pelanggan-pelanggan
berikutnya datang, sementara pemangkas sedang memotong
rambut pelanggan lain, pelanggan-pelanggan itu duduk di kursi
tunggu (jika masih terdapat kursi tunggu yang kosong) atau
meninggalkan salon (jika semua kursi tunggu telah penuh).
Pertanyaan pokok:
Bagaimana menulis program pemangkas(barber) dan pelanggan
(customer) tanpa masuk ke kondisi pacu (race condition).
30