🎛️ 운영체제 - 4.Process management

출처 : http://www.kocw.net/home/cview.do?lid=af8e05c97c6d60de

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🎛️ 프로세스 생성 (Process Creation)

부모 프로세스(Parent process)가 자식 프로세스(children process) 생성
- 프로세스의 트리(계층 구조)형성

 

프로세스의 자원 (CPU, memory, 등)
- 운영체제로부터 받는다

- 부모와 공유한다

 

자원의 공유
- 부모와 자식이 모든 자원을 공유하는 모델
- 일부를 공유하는 모델
- 전혀 공유하지 않는 모델

 

수행 (Execution)
- 부모와 자식은 공존하며 수행되는 모델
- 자식이 종료(terminate)될 때까지 부모가 기다리는(wait) 모델 (blocked 상태)

 

주소 공간 (Address space)
- 자식은 부모의 공간을 복사함 (binary and OS data)
-  자식은 그 공간에 새로운 프로그램을 올림

 

ex) 유닉스의 예
fork ()
시스템 콜이 새로운 프로세스를 생성
• 부모를 그대로 복사 (OS data except PID + binary)
• 주소 공간 할당

exec ()

fork 다음에 이어지는 exec () 시스템 콜을 통해 새로운 프로그램을 메모리에 올림

 

복제 => 새 프로그램 덮어씌우기

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🎛️ 프로세스 종료 (Process Termination)

exit

프로세스가 마지막 명령을 수행한 후 운영체제에게 이를 알려줌 
- 자식 이 부모에게 output data를 보냄 (via wait)
- 프로세스의 각종 자원들이 운영체제에게 반납됨

 

abort
부모 프로세스가 자식의 수행을 종료시킴
- 자식이 할당 자원의 한계치를 넘어섬
- 자식에게 할당된 태스크가 더 이상 필요하지 않음
- 부모가 종료(exit)되는 경우
    • 운영체제는 부모 프로세스가 종료하는 경우 자식이 더 이상 수행되도록 두지 않음

    • 단계적인 종료 

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🎛️ fork() 시스템 콜

프로세스 생성 

- 새 주소 공간 생성

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🎛️ exec() 시스템 콜

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🎛️ wait() 시스템 콜

프로세스 A가 wait() 시스템 콜을 호출하면
-  커널은 child가 종료될 때까지 프로세스 A(부모 프로세스)를 sleep시킨다 (block 상태)
- Child process가 종료되면 커널은 프로세스 A(부모 프로세스)를 깨운다 (ready 상태)

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🎛️ exit() 시스템 콜

프로세스의 종료

- 자발적 종료
• 마지막 statement 수행 후 exit() 시스템 콜을 통해 종료
• 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

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🎛️ 프로세스와 관련한 시스템 콜

fork()
create a child (copy)

exec()
overlay new image

wait()
sleep until child is done

exit()
frees all the resources, notify parent

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🎛️ 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 메시지 전달

- 주소 공간을 공유하는 방법
• shared memory: 

서로 다른 프로세스 간에도 일부주소공간을 공유하게 하는 shared memory 메커니즘이 있음
•  thread:

thread는 사실상 하나의 프로세스이므로 프로세스 간 협력으로 보기는 어렵지만 동일한 process! 구성하는 thread들 간에는 주소 공간을 공유하므로 협력이 가능

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🎛️ Interprocess communication 프로세스 간 협력 메커니즘

- 메시지를 전달하는 방법
• message passing: 

커널을 통해 메시지 전달

프로세스 사이에 공유 변수(shared variable)를 일체 사용하지 않고 통신하는 시스템

< Direct Communication >
통신하려는 프로세스의 이름을 명시적으로 표시

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

 

- 주소 공간을 공유하는 방법
• shared memory: 

서로 다른 프로세스 간에도 일부주소공간을 공유하게 하는 shared memory 메커니즘

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