Pengertian, Pencegahan dan Pemulihan Deadlock

By | November 26, 2019

Pengertian Deadlock

Deadlock dalam arti sebenarnya adalah kebuntuan. Kebuntuan yang dimaksud dalam sistem operasi adalah kebuntuan proses. Jadi Deadlock ialah suatu kondisi dimana proses tidak berjalan lagi atau pun tidak ada komunikasi lagi antar proses. Deadlock disebabkan karena proses yang satu menunggu sumber daya yang sedang dipegang oleh proses lain yang sedang menunggu sumber daya yang dipegang oleh proses tersebut. Dengan kata lain, Deadlock terjadi ketika proses menunggu sumber daya untuk melakukan suatu kejadian tertentu yang tidak akan pernah terjadi.

4 Syarat Terjadi Deadlock

Deadlock terjadi jika memenuhi 4 syarat berikut :

  1. Mutual Exclusion Condition
    Sumber daya yang harus diberikan hanya pada satu proses.
  2. Hold and Wait Condition
    Proses yang sedang memegang sumberdaya, menunggu sumber daya yang baru.
  3. Non-Preemption Condition
    Sumber daya yang diberikan sebelumnya tidak dapat diambil paksa dari proses yang sedang menggenggamnya. Harus terlebih dahulu dilepaskan oleh proses yang menggenggamnya.
  4. Circular Wait Condition
    Harus terdapat rantai sirkuler dari dua proses atau lebih, dan masing-masing proses menunggu sumber daya yang digenggam oleh proses berikutnya.

Metode-metode Mengatasi Deadlock

Berikut adalah cara-cara untuk mengatasi deadlock:

1. Metode Pencegahan Deadlock (Deadlock Prevention)

  1. Meniadakan Mutual Exclusion
    Melakukan spooling perangkat-perangkat yang harus didedikasikan ke suatu proses. Dengan spooling, permintaan-permintaan diantrikan di harddisk. Setiap job di antrian spooler akan dilayani satu per satu.
  2. Meniadakan Hold and Wait
    1) Mengalokasikan semua sumber daya atau tidak sama sekali
    2) Hold and release
  3. Meniadakan Non-preemption
  4. Meniadakan Menunggu Sirkular
    1) Proses hanya diperbolehkan menggenggam satu sumber daya.
    2) Penomoran global semua sumber daya.

2. Metode Penghindaran Deadlock (Deadlock Avoidance)

  1. Proses harus menyatakan seluruh sumber daya maksimum yang dibutuhkan sebelum eksekusi.
  2. Ketika eksekusi berlangsung, proses meminta sumber daya yang diperlukan hingga batas maksimum yang dinyatakan di awal.
  3. Proses yang menyatakan kebutuhan melewati kapasitas sistem, tidak akan dieksekusi.
    Safe State
    State dinyatakan safe state jika tidak deadlock dan terdapat cara untuk memenuhi seluruh permintaan tanpa menghasilkan deadlock.
    Unsafe State
    State dinyatakan unsafe state jika tidak terdapat cara untuk memenuhi semua permintaan yang tertunda dengan menjalankan proses-proses sesuai suatu urutan.

3. Metode Deteksi (Deadlock Detection)

Untuk mengetahui ada atau tidaknya deadlock dalam suatu graf dapat dilihat dari perputaran dan resource yang dimilikinya, yaitu:

  1. Jika tidak ada perputaran berarti tidak deadlock.
  2. Jika ada perputaran, ada potensi terjadi deadlock.
  3. Resource dengan instan tunggal dan perputaran mengakibatkan deadlock.

deadlock

Pada gambar “Graf dengan deadlock”, terlihat bahwa ada perputaran yang memungkinkan tejadinya deadlock dan semua sumber daya memiliki satu instans kecuali sumber daya R2. Graf tersebut memiliki minimal dua perputaran, yaitu:

1. R2 -> P0 -> R0 -> P1 -> R1 -> P2 -> R2
2. R2 -> P1 -> R1 -> P2 -> R2

Gambar di atas menunjukkan beberapa hal sebagai berikut:
1. P0 meminta sumber daya R0.
2. R0 mengalokasikan sumber dayanya pada P1.
3. P1 meminta sumber daya R1.
4. R1 mengalokasikan sumber dayanya pada P2.
5. P2 meminta sumber daya R2.
6. R2 mengalokasikan sumber dayanya pada P0 dan P1.
7. R3 mengalokasikan sumber dayanya pada P2.

Hal-hal tersebut dapat mengakibatkan deadlock sebab P0 memerlukan sumber daya R0 untuk menyelesaikan prosesnya, sedangkan R0 dialokasikan untuk P1. Di lain pihak P1 memerlukan sumber daya R1 sedangkan R1 dialokasikan untuk P2. P2 memerlukan sumber daya R2 akan tetapi R2 mengalokasikan sumber dayanya pada R3.

Gambar “Graf Tanpa deadlock” memiliki perputaran tetapi deadlock tidak terjadi. Pada gambar di atas, graf memiliki 1 perputaran yaitu: P0 –> R1 –> P2 –> R0 –> P3 –> R2 –> P0.

Graf di atas menunjukkan beberapa hal:
1. P0 meminta sumber daya R1.
2. R1 mengalokasikan sumber dayanya pada P2.
3. P2 meminta sumber daya R0.
4. R0 mengalokasikan sumber dayanya pada P3.
5. P3 meminta sumber daya R2.
6. R0 mengalokasikan sumber dayanya pada P3.
7. R1 mengalokasikan sumber dayanya pada P1.

Hal ini tidak menyebabkan deadlock walaupun ada perputaran sebab semua sumber-daya yang diperlukan P1 dapat terpenuhi sehingga P1 dapat melepaskan semua sumber-dayanya, yang kemudian dapat digunakan oleh proses lain.

4. Pemulihan Deadlock (Deadlock Recovery)

Hal-hal yang terjadi dalam mendeteksi adanya Deadlock adalah:

  1. Permintaan sumber daya dikabulkan selama memungkinkan.
  2. Sistem operasi memeriksa adakah kondisi circular wait secara periodik.
  3. Pemeriksaan adanya Deadlock dapat dilakukan setiap ada sumber daya yang hendak digunakan oleh sebuah proses.
  4. Memeriksa dengan algoritma tertentu.

Ada beberapa jalan untuk kembali dari Deadlock.

Preemption

Untuk sementara waktu menjauhkan sumber daya dari pemakainya, dan memberikannya pada proses yang lain. Ide untuk memberi pada proses lain tanpa diketahui oleh pemilik dari sumber daya tersebut tergantung dari sifat sumber daya itu sendiri. Perbaikan dengan cara ini sangat sulit atau dapat dikatakan tidak mungkin. Cara ini dapat dilakukan dengan memilih korban yang akan dikorbankan atau diambil sumber dayanya utuk sementara, tentu saja harus dengan perhitungan yang cukup agar waktu yang dikorbankan seminimal mungkin. Setelah kita melakukan preemption dilakukan pengkondisian proses tersebut dalam kondisi aman. Setelah itu proses dilakukan lagi dalam kondisi aman tersebut.

Melacak Kembali

Setelah melakukan beberapa langkah preemption, maka proses utama yang diambil sumber dayanya akan berhenti dan tidak dapat melanjutkan kegiatannya, oleh karena itu dibutuhkan langkah untuk kembali pada keadaan aman dimana proses masih berjalan dan memulai proses lagi dari situ. Beberapa sistem mencoba dengan cara mengadakan pengecekan beberapa kali secara periodik dan menandai tempat terakhir kali menulis ke disk, sehingga saat terjadi Deadlock dapat mulai dari tempat terakhir penandaannya berada.

Lewat membunuh proses yang menyebabkan Deadlock

Cara yang paling umum ialah membunuh semua proses yang mengalami Deadlock. Cara ini paling umum dilakukan dan dilakukan oleh hampir semua sistem operasi. Namun, untuk beberapa sistem, kita juga dapat membunuh beberapa proses saja dalam siklus Deadlock untuk menghindari Deadlock dan mempersilahkan proses lainnya kembali berjalan. Atau dipilih salah satu korban untuk melepaskan sumber dayanya, dengan cara ini maka masalah pemilihan korban menjadi lebih selektif, sebab telah diperhitungkan beberapa kemungkinan jika si proses harus melepaskan sumber dayanya.

Kriteria seleksi korban ialah:

1. Yang paling jarang memakai prosesor
2. Yang paling sedikit hasil programnya
3. Yang paling banyak memakai sumber daya sampai saat ini
4. Yang alokasi sumber daya totalnya tersedkit
5. Yang memiliki prioritas terkecil