데드락(deadlock)이란 무엇인가? 네 가지 조건은 무엇이며, 어떻게 예방하는가?

Question

IT Interview Practice · Accepted Answer

**데드락은 둘 이상의 스레드가 각각 다른 스레드가 쥐고 있는 자원을 영원히 기다려서 아무도 진행할 수 없는 상태입니다.** 이는 네 가지 조건(코프만 조건, Coffman conditions)이 동시에 성립할 것을 요구합니다.

## 네 가지 조건

1. **상호 배제(Mutual exclusion)** — 자원이 배타적으로 점유됩니다.
2. **점유와 대기(Hold and wait)** — 스레드가 한 자원을 쥔 채 다른 자원을 기다립니다.
3. **비선점(No preemption)** — 자원을 강제로 빼앗을 수 없습니다.
4. **순환 대기(Circular wait)** — 각 스레드가 다음 스레드를 기다리는 순환이 존재합니다.

이 중 하나만 깨뜨려도 데드락은 불가능해집니다.

```text
Thread 1 holds A, wants B ─┐
                           ├─ circular wait → deadlock
Thread 2 holds B, wants A ─┘
```

## 예제와 해결책

```python
# DEADLOCK: threads lock in opposite orders
def t1():
    with lockA:
        with lockB: ...     # T1: A then B
def t2():
    with lockB:
        with lockA: ...     # T2: B then A  ← cycle!

# FIX: impose a global lock ordering (always A before B)
def safe():
    with lockA:
        with lockB: ...     # everyone acquires in the same order
```

## 예방과 탐지

- **락 순서 정하기(Lock ordering)**: 항상 일관된 전역 순서로 락을 획득하세요 — 순환 대기를 깨뜨립니다.
- **타임아웃 / try-lock**: `tryAcquire(timeout)`으로 물러섰다가 재시도하세요 — 점유와 대기를 깨뜨립니다.
- **하나의 굵은 락** 또는 락프리(lock-free) 구조는 문제를 아예 회피합니다.
- **탐지**: 워치독(watchdog)이 대기 그래프(wait-for graph)를 구성해 순환을 찾은 뒤, 희생자를 종료/재시작합니다.

## 왜 중요한가

데드락은 시스템을 조용히 얼려버립니다 — 크래시 없이, 그저 멈춘 요청들뿐이죠. 네 가지 조건을 짚어낼 수 있다는 것은, 락을 여기저기 뿌리고 요행을 바라는 대신 *왜* 그것이 발생하는지 추론하고 표적화된 예방책(보통 일관된 락 순서)을 고를 수 있음을 보여줍니다.

네 가지 조건

예제와 해결책

예방과 탐지

왜 중요한가

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