# 본 게시물은 KOCW의 반효경 교수님의 강의를 기반으로 정리한 것입니다.
Process Management(프로세스 관리)
프로세스 생성( Process Creation )
부모 프로세스가 자식 프로세스 생성
프로세스의 트리(계층 구조) 형성
프로세스는 자원을 필요로 함
- 운영체제로부터 받는다.
- 부모와 공유한다.
자원의 공유
- 부모와 자식이 모든 자원을
공유하는 모델
- 일부를 공유하는 모델
- 전형 공유하지 않는 모델
수행 (Execution)
- 부모와 자식은 공존하며
수행되는 모뎅
- 자식이 종료(Terminate)될 때까지 부모가 기다리는(Wait) 모델
주소 공간 (Address Space)
- 자식은 부모의 공간을 복사함 (binary and OS data)
- 자식은 그 공간에 새로운 프로그램을 올림
유닉스 예
- fork() 시스템 콜이 새로운 프로세스를 생성
- 부모를 그대로 복사 (OS data except PID + binary) -> 문맥을 복사한다고 볼 수 있다.
- 주소 공간 할당
- fork 다음에 이어지는 exec() 시스템 콜을 통해 새로운 프로그램을 메모리에 올리
프로세스 종료 (Process Termination)
프로세스가 마지막 명령을 수행한 후 운영체제에게 이를 알려줌 (Exit)
- 자식이 부모에게 Output data를 보냄 (wait)
- 프로세스의 각종 자원들이 운영체제에게 반납됨
부모 프로세스가 자식의 수행을 종료시킴 (abort)
- 자식이 할당 자원의 한계치를 넘어섬
- 자식에게 할당된 테스크가 더 이상 필요하지 않음
- 부모가 종료하는 경우
- 운영체제는 부모 프로세스가 종료하는 경우 자식이 더 이상 수행되도록 두지 않는다.
- 단계적인 종료
COW(copy on write) 기법을 활용하기도 함 : Write가 발생했을 때 Copy를 수행하겠다.
fork() 시스템 콜
A process is created by the fork() system call
- creates a new address space that is a duplicate of the caller
int main()
{
int pid;
pid = fork();
if (pid == 0){
printf("\n Hello, i am child!\n");
}
else if (pid>0){
printf("\m Hello, i am parent!\n");
}
}이때 자식과 부모 프로세스를 구별하기 위해 return 값이 다르다 이를 통해서 자식과 부모를 구별하여 별도의 작업을 시킬 수 있다.
- 부모 프로세스 : 자식의 pid (양수)
- 자식 프로세스 : 0
exec() System Call
A process can execute a different program by the exec() system call
- replaces the memory image of the caller with a new program
int main(){
int pid;
pud = fork();
if (pid == 0){
printf("\n Hello, i am child! Now i'll run date \n");
execlp("/bin/date", "/bin/date", (char*) 0);
/*
exec()을 실행할 경우 새로운 프로그램의 main 부터 다시 시작한다.
*/
}
else if (pid > 0 ){
printf("\n Hello, i am parent!\n");
}
}wait() System Call
프로세스 A가 wait() 시스템 콜을 호출하면
- 커널은 child가 종료될 때까지 프로세스 A를 sleep시킨다. (block 상태)
- child process가 종료되면 커널은 프로세스 A를 꺠운다. (ready 상태)
int main(){
int childPID;
childPID = fork();
if (childPID == 0){
// ~~~
}
else{
wait(); //자식 프로세스가 끝날 때까지 대기
}
}exit() System Call
프로세스의 종료
- 자발적 종료
- 마지막 statement 수행 후 exit() 시스템 콜을 통해
- 프로그램에 명시적으로 적어주지 않아도 main 함수가 리턴되는 위치에 컴파일러가 넣어줌
- 비자발적 종료
- 부모 프로세스가 자식 프로세스를 강제 종료시킴
- 자식 프로스세가 한계치를 넘어서는 자원 요청
- 자식에게 할당된 테스크가 더 이상 필요하지 않음
- 키보드로 kill, break 등을 친 경우
- 부모가 종료하는 경우
- 무보 프로세스가 종료하기 전에 자식들이 먼저 종료됨
프로세스와 관련한 시스템 콜
fork() : create a child
exec() : overlay new image
wait() : sleep until child is done
exit() : frees all the resources, notify parent
프로세스 간 협력
독립적 프로세스 (Independent process)
- 프로세스는 각자의 주소 공간을 가지고 수행되므로 원칙적으로 하나의 프로세스는 다른 프로세스의 수행에 영향을 미치지 못함
협력 프로세스 (Cooperating Process)
- 프로세스 협력 메커니즘을 통해 하나의 프로세스가 다른 프로세스의 수행에 영향을 미칠 수 있음
프로세스 간 협력 메커니즘 (IPC : Interprocess Communication)
- 메시지를 전달하는 방법
- message passing : 커널을 통해 메세지를 전달
- 주소 공간을 공유하는 방법
- shared memory : 서로 다른 프로세스 간에도 일부 주소 공간을 공유하게 하는 shared memory 매커니즘이 있음
- thread : thread는 사실상 하나의 프로세스이므로 프로세스 간 협력으로 보기는 어렵지만 동일한 process를 구성하는 thread 간에는 주소 공간을 공유하므로 협력이 가능
Message Passing
message system
- 프로세스 사이에 공유 변수를 일체 사용하지 않고 통신하는 시스템
Direct Communication
- 통신하려는 프로세스의 이름을 명시적으로 표시
Indirect Communication
- mailbox or port를 통해 메시지를 간접 전달