Process Management

프로세스 생성(Process Creation)

부모 프로세스가 자식 프로세스를 생성

• 프로세스의 트리(계층 구조) 형성

• 프로세스는 자원을 필요로 함
• OS로부터 받는다.
• 부모와 공유한다.

• 자원의 공유
• 부모와 자식이 모든 자원을 공유하는 모델
• 일부를 공유하는 모델
• 전혀 공유하지 않는 모델
• Copy-on-Write 등이 있음

• 수행(Execution)
• 부모와 자식은 공존하며 수행되는 모델
• 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

• UNIX
• fork() System Call이 새로운 프로세스 생성
• 부모를 그대로 복사(OS Data except PID + Binary)
• 주소 공간 할당
• fork 다음에 이어지는 exec() System Call을 통해 새로운 프로그램을 메모리에 올림

프로세스 종료(Process Termination)

• 프로세스가 마지막 명령을 수행한 후, OS에게 이를 알려줌(Exit)
• 자식이 부모에게 Output Data를 보냄(via Wait)
• 프로세스의 각종 자원들이 운영체제에게 반납됨

• 부모 프로세스가 자식의 수행을 종료시킴(Abort)
• 자식이 할당 자원의 한계치를 넘어섬
• 자식에게 할당된 태스크가 더 이상 필요하지 않음
• 부모가 종료(Exit)하는 경우
• OS는 부모 프로세스가 종료하는 경우, 자식이 더 이상 수행되도록 두지 않는다.
• 단걔적인 종료

fork() System Call

프로세스를 생성하는 System Call

• fork된 시점부터 그대로 복제, 실행

• 요청의 복제인 새로운 주소 공간을 생성한다.

• 자식 프로세스는 fork한 이후부터 실행한다.

• 부모의 PID > 0

• 자식의 PID = 0

exec() System Call

프로세스가 다른 프로그램을 실행할 수 있다.

• 새 출발

• 요청의 메모리 이미지를 새로운 프로그램으로 대체한다.

wait() System Call

• 프로세스 A가 wait() System Call을 호출
• 커널은 Child가 종료될 때까지 프로세스 A를 Sleep 시킨다. (Block 상태)
• Child Process가 종료되면, 커널은 프로세스 A를 꺠운다. (Ready 상태)

exit() System Call

• 프로세스의 종료
• 자발적 종료
• 마지막 statement 수행 후, exit() System Call을 통해
• 프로그램에 명시적으로 적어주지 않아도 main 함수가 리턴되는 위치에 컴파일러가 넣어줌
• 비자발적 종료
• 부모 프로세스가 자식 프로세스를 강제 종료시킴
• 자식 프로세스가 한계치를 넘어서는 자원 요청
• 자식에게 할당된 태스크가 더 이상 필요하지 않음
• 키보드로 kill, break 등을 친 경우
• 부모가 종료하는 경우
• 부모 프로세스가 종료하기 전에 자식들이 먼저 종료됨

프로세스간 협력

• 독립적 프로세스(Independent Process)
• 프로세스는 각자의 주소 공간을 가지고 수행되므로, 원칙적으로 하나의 프로세스는 다른 프로세스 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 메시지 전달
• 주소 공간을 공유하는 방법
• Shared Memory: 서로 다른 프로세스 간에 일부 주소 공간을 공유
• Thread: 사실상 하나의 프로세스이므로 프로세스 간 협력으로 보기는 어렵지만, 동일한 Process를 구성하는 Threads 간에는 주소 공간을 공유하므로 협력이 가능

Message Passing

• Message System
• 프로세스 사이에 공유 변수(Shared Variable)를 일체 사용하지 않고 통신하는 시스템
• 커널을 통해 메시지 전달

• Direct Communication
• 통신하려는 프로세스의 이름을 명시적으로 표시

• Indirect Communication
• mailbox(또는 port)를 통해 메시지를 간접 전달

Message Passing VS Shared Memory

출처