Comprendre la notion d'interblocage de processus

Un processus peut être actif ou en attente, il passe par différents états : nouveau, prêt (ou éligible), élu, bloqué ou terminé.

C’est l’ordonnanceur du système d’exploitation qui va « élire » un processus, en suivant certaines règles qui permettent à tous les processus de profiter de manière équitable des ressources en dehors d’une urgence.

Lorsqu’un processus est élu par l’ordonnanceur, il utilise différentes ressources (mémoires, périphériques, etc.) pour s’exécuter. Pour simplifier, le processus demande la ressource, l’utilise puis la libère.

Certaines ressources acceptent d’être utilisées, partagées, par plusieurs processus : on dit que les processus sont concurrents.

D’autres ressources ne sont à l’inverse pas partageables, c’est-à-dire qu’un seul processus peut utiliser cette ressource à la fois.

Lorsqu’un processus est arrêté par l’ordonnanceur, ce processus n’est pas mis au courant de son arrêt, tout est gelé pour lui, sauf qu’un autre processus peut utiliser la même ressource et la lui rendre dans un autre état : cela peut générer des affichages différents pour un même programme lancé.

Il peut également y avoir des situations de bugs que l’on appelle des interblocages.

On prend deux processus P₁ et P₂ concurrents, qui ont besoin d’utiliser simultanément deux ressources R₁ et R₂ non partageables pour s’exécuter. Les processus demandent les ressources une par une.

Au départ, les deux ressources sont « libres ».

1. L’ordonnanceur passe le processus P₁ de l’état « prêt » à l’état « élu » : celui-ci demande alors la ressource R₁. Celle-ci est libre, donc il l’obtient.
   Le processus P₁ repasse à l’état « prêt ».
2. L’ordonnanceur élit alors le processus P₂, qui demande la ressource R₂. Celle-ci est libre, donc il l’obtient.
   Le processus P₂ repasse à l’état « prêt ».
3. Le processus P₁ redevient élu, il demande la ressource R₂ sans libérer la ressource R₁. La ressource R₂ n'a pas été libérée par P₂, donc il ne l'obtient pas. Le processus P₁ repasse à l’état « prêt ».
4. Le processus P₂ redevient élu, il demande la ressource R₁ sans libérer la ressource R₂. La ressource R₁ n'a pas été libérée par P₁, donc il ne l'obtient pas. Le processus P₂ repasse à l’état « prêt ».

Cette situation porte le nom d’interblocage.

Pour schématiser la situation : on tourne en rond ! Chaque processus a accès à une seule des deux ressources et attend que l’autre processus libère l’autre ressource sans libérer celle à laquelle il a accès.

Le visuel ci-dessous illustre la situation.

Situation d’interblocage

Un informaticien, Coffman, a décrit cette situation et a donné quatre conditions nécessaires à une situation d’interblocage.

• Au moins une ressource n’est pas partageable.
• Un processus utilise une ressource et demande une ressource utilisée par un autre processus.
• Une ressource ne peut être rendue que par un processus qui l’utilise.
• Il doit y avoir au moins deux processus, chacun attendant une ressource détenue par l’autre, sans rendre la ressource qu’il détient.

Pour interrompre un processus sous Windows, il faut effectuer un clic droit sur le processus que l’on souhaite interrompre et choisir « Fin de tâche ».

Pour interrompre un processus sous Linux, il faut taper dans le terminal la commande kill suivie du PID du processus que l’on souhaite interrompre.

Pour interrompre un processus sous l’OS Mac, il faut aller dans « Applications », puis dans « Utilitaires » et cliquer sur « Terminal ».
Il faut ensuite procéder comme sous Linux, en tapant la commande kill suivie du PID que l’on souhaite interrompre.