<aside> 📌 프로세스 생성(Process Creation), 프로세스와 관련한 시스템콜, 프로세스 간 협력, Message Passing, Interprocess communication

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프로세스 생성 (Process Creation)

• 부모 프로세스(parent process)가 자식 프로세스 생성(children process) 생성 → 복제를 통해 생성

  • 부모 프로세스는 하나, 자식 프로세스는 여럿 → 자식 프로세스 또한 부모 프로세스가 될 수 있음
  • 프로세스의 트리(계층 구조) 생성

• 프로세스는 자원을 필요로 함

  1. 운영체제로부터 받음 → 흔한 경우
  2. 부모와 공유

• 자원의 공유

  • 부모와 자식이 모든 자원을 공유하는 모델
  • 일부를 공유하는 모델
  • 전혀 공유하지 않는 모델 → 일반적, 원칙(생성된 프로세스는 별개의 프로세스이기 때문)

    • 둘은 별도의 프로세스(경쟁자)

    • 왜 일반적인가? → 복제하는 경우는 서로 다른 동작을 수행하게 하기 위함이기 때문 (다른 내용일 필요가 없다면 복제하는 게 낭비)

    • Copy-on-Write(COW) 기법

      → Write가 발생했을 때 Copy 하겠다.

      → Write한다는 것: 내용이 바뀌는 것 (그 전까지는 부모/자식 프로세스가 자원을 공유하는 상태)

• 수행 (Excution)

  • 부모와 자식이 공존하며 수행되는 모델
  • 자식이 종료(terminate)될 때까지 부모가 기다리는(wait, blocked) 모델 → wait() 시스템 콜

과정 (복제 생성)

운영체제를 통해서만 생성이 가능함 (사용자는 불가능) → 시스템 콜을 통해 생성된다는 것을 보면 알 수 있음

• 주소 공간 (Address space)
  1. 자식은 부모의 공간을 복사함 (binary and OS data)
  2. 자식은 그 공간에 새로운 프로그램을 올림
• UNIX의 예시
  1. fork() 시스템 콜이 새로운 프로세스를 생성
     • 부모를 그대로 복사 (OS data except PID + binary)
  2. fork 다음에 이어지는 exec() 시스템 콜을 통해 새로운 프로그램을 메모리에 올림 (Optional)

프로세스 종료 (Process Termination)

• 프로세스가 마지막 명령을 수행한 후 운영체제에게 이를 알려줌 (exit) - 프로그래머가 코드를 짤 때도 main 함수의 중괄호 끝에서 자동 호출
  • 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
    • 운영체제는 부모 프로세스가 종료되는 경우 자식도 함께 종료(kill)되도록 만듦
    • 단계적인 종료 → 자식 프로세스가 항상 먼저 종료됨

프로세스와 관련한 시스템콜

• fork() - create a child (copy)
• exec() - overlay new image
• wait() - sleep until child is done
• exit() - frees all the resources, notify parent

fork() 시스템 콜

fork()를 사용해서 프로세스를 만드는 코드

• fork() → 시스템 콜

• 자식 프로세스는 fork() 이후부터 실행 됨

  → 부모 프로세스의 context를 그대로 복사하기 때문(Program Counter를 복사)

  → 즉, 무한히 fork()가 실행되지 않음

• Parent와 Child를 구분하기 위한 방법: fork()의 반환값을 달리 함

  • Parent는 양수의 값, Child는 0
  • 이를 통해 부모 프로세스와 자식 프로세스에 각각 다른 일을 시킬 수 있음

• 하나의 프로그램이기 때문에 같은 코드, 같은 주소 공간을 가짐

  → 하지만, 실제로는 다른 프로그램도 실행시키는 경우도 있어야 함: exec() 시스템 콜