feldblume5263
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2 years ago 프로세스 생성
부모 프로세스가 자식 프로세스를 생성한다.
복제하는 방식으로 생성
- 자식은 부모의 공간을 복사 (binary and OS data)
- 자식은 그 공간에 새로운 프로그램을 올림
fork() // 시스템 콜이 새로운 프로세스를 생성
// - 부모를 그대로 복사(OS data except PID + binary)
// - 주소 공간 할당
exec() // 시스템 콜을 통해 새로운 프로그램을 메모리에 올림
exit() // 프로세스가 마지막 명령을 수행한 후 운영체제에게 이를 알려줌
// - 자식이 부모에게 output data를 보냄 (via wait) <- 무조건 자식이 부모보다 먼저 종료되어야 함
// - 프로세스의 각종 자원들이 운영체제에게 반납됨
abort() // 부모 프로세스가 자식의 수행을 종료시킴
// - 자식이 할당 자원의 한계치를 넘어섬
// - 자식에게 할당된 테스크가 더 필요하지 않음
// - 부모가 exit 하는 경우 -> 운영체제는 부모 프로세스가 종료하는 경우 자식이 더 이상 수행되도록 두지 않는다, 단계적인 종료
원칙적으로 서로 자원을 공유하지 않는다.
자식 프로세스가 부모 프로세스를 그대로 copy하기 때문에 메모리에 두개의 복사본이 올라간다. 즉 메모리의 낭비가 일어난다.
리눅스 같은 효율적인 운영체제는 copy하지 않고 자식이 부모의 기존 내용을 공유한다.
그리고 어느정도 일을 하면서 각자의 길을 가게 되면 그제서야 부모에 공유하던 메모리공간 일부를 copy해서 가지게 된다. COW기법(copy on write)
즉, 일단 공유하다가 write가 일어나면 그 부분을 copy하여 자식 프로세스에서 관리하는 것이다.
프로세스가 실행 될 때 부모와 자식이 공존하면서 수행되는 모델이 있고
자식이 종료될 때 까지 부모가 기다리는 모델이 있다.
fork() 시스템콜
다음과 같이 사용된다.
int main()
{
int pid;
pid = fork(); // 자식프로세스는 fork를 실행한 이후 시점부터 실행되게 된다. -> 부모의 PC가 여기를 가르키고 있기 떄문
if (pid == 0) // 자식 프로세스
printf("I'm child\n");
else if (pid > 0) // 부모 프로세스
printf("I'm parent\n");
}exec() 시스템콜
하지만 위와 같은 방식이면 같은 코드를 가진 프로세스들만 존재하게 된다.
그래서 존재하는 시스템콜이 exec() 시스템콜이다.
어떤 프로세스가 완전히 새롭게 태어날 수 있게 하는 역할을 한다.
int main()
{
int pid;
pid = fork();
if (pid == 0)
{
printf("I'm child\n");
execlp("/bin/date", "/bin/date", (char *)0); // 자식은 date라는 프로그램으로 덮어 씌워진다. 한번 exec 하면 되돌아올 수 없다.
}
else if (pid > 0)
printf("I'm parent\n");
}wait() 시스템콜
wait 시스템콜은 프로세스를 child가 종료될때 까지 Block 상태로 잠들게하는 시스템콜 함수이다.
int main()
{
int childPID;
//...
childPID = fork()
if (childPID == 0)
{
//...
}
else
{
wait();
}
// ... <- 이 코드는 자식이 종료된 후에, 즉 wait가 끝난 후에 실행된다.
}exit() 시스템콜
프로세스를 종료시킨다.
자발적 종료
- 보통 컴파일러가 마지막 statement 수행 후에 자동으로 exit() 코드를 넣어준다.
비자발적 종료
- 부모 프로세스가 자식 프로세스를 강제 종료
- 자식 프로세스가 한계치를 넘어서는 자원 요청
- 자식에게 할당된 테스크가 더 이상 필요하지 않음
- 키보드로 kill, break 등을 친 경우
- 부모가 종료하는 경우
- 부모 프로세스가 종료되기 전에 자식들을 다 종료시킨 후 종료됨
프로세스 간 협력
독립적 프로세스
- 프로세스는 각자의 주소 공간을 가지고 수행되므로 원칙적으로 하나의 프로세스는 다른 프로세스의 수행에 영향을 미치지 못함
협력 프로세스
- 프로세스 협력 매커니즘을 통해 하나의 프로세스가 다른 ㄴ프로세스의 수행에 영향을 미칠 수 있음
프로세스 간 협력 매커니즘 (IPC: Interprocess Communication)
- 메세지를 전달하는 방법
- message passing : 커널을 통해 메세지 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 보는 것은 어렵지만, 동일한 process를 구성하는 thread들 간에는 주소 공간을 공유하므로 협력이 가능
Message Passing
프로세스 간에 공유 변수가 없기 때문에 다른 프로세스에게 정보 전달할 때는 메세지를 보낸다. 직접 보낼 수는 없고 OS 커널을 이용해야 한다.
-
Direct Communication
- 통신하려는 프로세스의 이름을 명시적으로 표시
-
-
Indirect Communication
- mailbox 또는 port를 이용하여 메세지를 간접 전달
-
Shared Memory
일부 메모리 주소 공간을 공유하는 것이 shared Memory 매커니즘이다.
원칙적으로 프로세스는 코드, 데이터, 스택 등 독자적인 주소 공간을 가지고 있기 때문에, 자기 주소 공간만 접근할 수 있는데,
shared Memory는 일부 주소공간을 두 프로세스가 공유할 수 있게 하는 것이다.
thread
스레드는 하나의 프로세스 안에 CPU 수행 단위가 여러개 있는 것이기 떄문에, 프로세스 간의 공유는 아니다
thread 간의 자원 공유는 매우 쉽다.
주소 공간이 애초에 공유되어있기 때문
반효경 교수님 운영체제 4강 약 1시간 30분 강의이기 때문에 2시간 이상 소요 예정