PERTEMUAN IX (SISTEM OPERASI KOMPUTER)

DEADLOCK

Resource (Sumber Daya)

Ada 2 tipe resource, yaitu :

1.     Preemptable resource

Resoource yang dapat dibersihkan dari proses yang menggunakannya tanpa efek yang buruk.

Mudah diatasi dengan cara realokasi resource dari satu proses ke yang lainnya.

2.     Nonpreemptable resource

Resoource yang tidak dapat dibersihkan dari proses yang menggunakannya tanpa menyebabkan komputer fail.

Proses disebut deadlock, jika proses menunggu suatu kejadian tertentu yang tak akan pernah terjadi atau kondisi dimana 2 proses atau lebih tidak dapat meneruskan eksekusinya.

Sekumpulan proses berkondisi deadlock, jika setiap proses yang ada dikumpulan itu menunggu sesuatu kejadian yang hanya dapat dilakukan proses lain yang juga berada di kumpulan itu. Proses menunggu kejadian yang tak akan pernah terjadi.

Contoh :

                                        P₀                                                         P₁

                                    Wait(S)                                                 Wait(Q)

                                    Wait(Q)                                                 Wait(S)

                                        .                                                           .

                                        .                                                           .

                                        .                                                           .

                                    Signal(S)                                               Signal(Q)

                                    Signal(Q)                                              Signal(S)          

Pada langkah pertama, kedua proses masih berjalan dengan baik. Pada langkah kedua, proses P₀ meminta Q yang ternyata masih dibawa oleh P₁ dan baru akan dilepas setelah signal(Q), demikian pula P₁ meminta S yang masih dibawa oleh P₀ dan baru akan dilepas setelah signal(S). Sehingga kondisi ini akan menimbulkan deadlock.

Deadlock terjadi ketika proses-proses mengakses secara ekslusif sumber daya. Semua deadlock yang terjadi melibatkan persaingan memperoleh sumber daya ekslusif oleh dua proses atau lebih. Adanya deadlock akan mengakibatkan sistem menjadi kacau.

Startvation terjadi ketika proses-proses menunggu alokasi sumberdaya sampai tak terhingga, karena bisa pada kebijaksanaan / strategi alokasi sumberdaya, sementara proses-proses lain dapat memperoleh alokasi sumberdaya.

Indefinite postponement / indefinite blocking /  starvation :

Penundaan penjadwalan sebuah proses selama tak terhingga sementara sistem mengadakan alokasi sumber daya untuk proses yang lain. Penyebabnya adalah prioritas.

Cara mengatasinya dengan “aging” yaitu prioritaas naik dengan bertambahnya waktu.

Model Deadlock

Urutan kejadian pengoperasian perangkat I/O adalah :

- meminta / request        : meminta palayanan I/O

- memakai / use             : memakai perangkat I/O

- melepaskan / release   : melepaskan pamakaian perangkat I/O

Model deadlock dua proses dan dua sumber daya

Deadlock dapat digambarkan sebagai graph.

Misalnya :

-          dua proses, P₀ dan P₁

-          dua sumber daya kritis, R₀ dan R₁

-          proses P₀ dan P₁ harus mengakses kedua sumber daya tersebut

 

kondisi berikut dapat terjadi :

-          R₀ diberikan ke P₀ (P₀ meminta sumber daya R₀), ditandai busur (edge) berarah dari proses P₀ ke sumber daya R₀

-          sedangkan sumber daya R₁ dialokasikan ke P₁, ditandai dengan busur (edge) berarah dari sumber daya R₁ ke proses P₁.

Skenario yang menimbulkan deadlock

Dapat terjadi skenario sebagai berikut :

-          P₀ dialokasikan R₀

-          P₁ dialokasikan R₁

 

Kemudian,

-          P₀ sambil masih menggenggam R₀, meminta R₁

-          P₁ sambil masih menggenggam R₁, meminta R₀

Kejadian ini mengakibatkan deadlock karena sama-sama akan saling menunggu. Graph deadlock ini akan digambarkan sebagai graph melingkar. Terjadinya deadlock ditandai munculnya / terjadinya graph melingkar.

 

Karena untuk melanjutkan eksekusi memerlukan kedua sumber daya sekaligus, maka kedua proses akan saling menunggu sumber daya lain selamanya. Tak ada proses yang dapat melepaskan sumber daya yang telah dipegangnya karena menunggu sumber daya lain yang tak pernah diperolehnya. Kedua proses dalam kondisi deadlock, tidak dapat membuat kemajuan apapun.

Deadlock tidak hanya terjadi pada dua proses dan dua sumber daya, deadlock dapat terjadi dengan melibatkan lebih dari dua proses dan dua sumber daya.

Syarat-syarat terjadinya deadlock :

1.     Mutual exclution condition

Tiap sumber daya saat itu diberikan pada tepat satu proses / proses meng-klaim kontrol eksklusif terhadap sumber daya yang dibutuhkannya.

2.     Hold and wait condition / kondisi genggam dan tunggu

Proses-proses yang sedang menggenggam sumber daya yang telah dialokasikan untuknya sementara menunggu sumber daya – sumber daya tambahan yang baru.

3.     Non-preemption condition / kondisi non-preemption

Sumber daya – sumber daya yang sebelumnya diberikan tidak dapat diambil paksa dari proses sampai sumber daya tersebut digunakan sampai selesai. Sumber daya – sumber daya harus secara eksplisit dilepaskan dari proses yang menggenggamnya.

4.     Circular wait condition / kondisi menunggu secara sirkular

Harus terdapat rantai sirkuler / satu lingkaran proses dari dua proses atau lebih dimana setiap proses memegang satu atau lebih sumber daya yang diminta oleh proses berikutnya pada lingkaran tersebut, masing-masing menunggu sumber daya yang digenggam oleh anggota berikutnya pada rantai itu.

Ketiga syarat pertama merupakan syarat perlu bagi terjadinya deadlock.  Keberadaan deadlock selalu berarti terpenuhi kondisi-kondisi diatas, tidak mungkin terjadi deadlock bila tidak ada ketiga kondisi itu. Deadlock terjadi berarti terdapat ketiga kondisi itu, tetapi adanya ketiga kondisi itu belum berarti terjadi deadlock.

Deadlock baru benar-benar terjadi bila syarat keempat terpenuhi. Kondisi keempat merupakan keharusan bagi terjadinya peristiwa deadlock. Bila salah satu dari kondisi tidak terpenuhi maka deadlock tidak terjadi.

Metode-metode mengatasi deadlock :

1.     deadlock prevention / metode pencegahan terjadinya deadlock

pengkondisian sistem agar menghilangkan kemungkinan terjadinya deadlock. Pencegahan merupakan solusi yang bersih dipandang dari sudut tercegahnya deadlock. Jika mulainya satu atau lebih proses akan menyebabkan terjadinya deadlock, proses tersebut tidak akan dimulai sama sekali.

-        tiap proses harus meminta resource yang dibutuhkan sekaligus dan tidak bisa berjalan sampai semua di dapat (untuk “wait for”)

-        jika ada resourcce yang tidak terpenuhi, yang lainnya harus dilepas (untuk “no preemption”)

-        urutkan tipe-tipe resource secara linier / linier ordering (untuk “circular wait”)

2.     deadlock avoidance / metode penghindaran terjadinya deadlock

menghindarkan kondisi yang paling mungkin menimbulkan deadlock agar memperoleh sumber daya lebih baik. Penghindaran bukan berarti menghilangkan semua kemungkinan terjadinya deadlock. Jika sistem operasi mengetahui bahwa alokasi sumber daya menimbulkan resiko deadlock, sistem menolak / menghindari pengaksesan itu. Dengan demikian menghindari terjadinya deadlock. Contohnya dengan menggunakan algoritma Banker yang diciptakan oleh Dijkstra.

3.     deadlock detection and recovery / metode deteksi dan pemulihan dari deadlock

deteksi digunakan pada sistem yang mengijinkan terjadinya deadlock, dengan memeriksa apakah terjadi deadlock dan menentukan proses dan sumber daya yang terlibat deadlock secara presisi. Begitu telah dapat ditentukan, sistem dipulihkan dari deadlock dengan metode pemulihan. Metode pemulihan dari deadlock sistem sehingga beroperasi kembali, bebas dari deadlock. Proses yang terlibat deadlock mungkin dapat menyelesaikan eksekusi dan membebaskan sumber dayanya.

Pencegahan deadlock :

1.     tiap proses harus meminta semua sumber daya yang diperlukan sekaligus dan tidak berlanjut sampai semuanya diberikan.

2.     Jika proses telah sedang memegang sumber daya tertentu, untuk permintaan berikutnya proses harus melepas dulu sumber daya yang dipegangnya. Jika diperlukan, proses meminta kembali sekaligus dengan sumber daya yang baru.

3.     Beri pengurutan linier terhadap tipe-tipe sumber daya pada semua proses, yaitu jika proses telah dialokasikan suatu tipe sumber daya, proses hanya boleh berikutnya meminta sumber daya tipe pada urutan yang berikutnya.

Saran pencegahan deadlock diatas merupakan cara meniadakan salah satu dari syarat perlu. Syarat perlu pertama jelas tidak bisa ditiadakan, kalau tidak menghendaki kekacauan hasil.

Strategi Burung Onta

Strategi ini mengasumsikan kejadian deadlock jarang terjadi jika dibandingkan dengan kejadian komputer crash. Strategi ini disebut strategi burung onta karena kabar yang telah tersebar (yang sebenarnya tidak benar) bahwa burung onta akan menyembunyikan kepalanya ke tanah bila mengetahui adanya bahaya yang mengancamnya. Sehingga solusi yang dilakukan justru sebenarnya tak memperdulikan adanya masalah.

Stategi ini sebenarnya berarta adalah sama sekali tidak berusaha mengatasideadlock / tak ada metoda sama sekali untuk mengatasi masalah deadlock.

Penghindaran deadlock

Adalah hanya memberi akses ke permintaan sumber daya yang tidak mungkin menimbulkan deadlock.