05. 프로세스간 통신: Chapter 3. Processes (Part 3)

Processes executing concurrently

1. A process is independent
   • does not share data
2. A process is cooperating
   - can affect or be affected by the other process
   - shares data with other processes
   
   

IPC(Inter-Process Communication)

• Cooperating processes require IPC mechanism
  • that will allow them to exchange data
  • send data and receive data from each other
• Two fundamental models of IPC:
  • shared memory(공유 메모리)
  • message passing(메시지 전달)

Producer-Consumer Problem

• A producer produces information that is consumed by as consumer. ex) web server produces an HTML file, and browser consumes it.
  

→ A solution using shared-memory(Producer, Consumer가 공유):

• to allow producer and consumer to run concurrently
• Let a buffer of items be available (버퍼를 이용하자)
  • Producer : fill the buffer
  • Consumer : empty the buffer
• 하지만, 공유 메모리에 접근하고 조작하기 위한 코드는 프로그래머에 의해 명시적으로 작성된다.

→ Message-Passing을 이용하자

• O/S는 메시지 전달을 통해 소통할 수 있는 수단을 제공한다. (프로그래머가 코드를 작성하지 않아도 된다.)
  • Producer : send(message)
  • Consumer : receive(message)

Communication Links(Message-Passing)

• direct or indirect communication
  1. Direct
  - each process that wants to communicate
  - must explicitly name the recipient or sender of communication (수신자, 송신자의 이름 명확)

        **send(P, message)** : P 에게 메시지를 보낸다.
        
        **receive(Q, message)** : Q에게 메시지를 받는다.
        
    
    → **Communication Link**가 **automatically**하게 생성
    
    → **한 쌍의 프로세스**에 정확히 **하나의 링크** 존재
    

  2. Indirect
  - messages are sent to and received from mailboxes or ports.
  - A mailbox (ports)
  - 추상적인 객체
  - 메시지가 놓여지거나, 제거되는 장

        **send(A, message)** : mailbox A에 메시지를 보낸다.
        
        **receive(A, message)**: mailbox A에서 메시지를 받는다.
        
    
    → **Communication Link**가 **“2개 이상”의 프로세스가 mailbox를 이용해야** 생성된다
    
    → **“2개 이상”의 프로세스**에 하나의 **공유 객체 mailbox** 존재
    
    → **수 많은 링크** 존재 (여러 개의 mailbox 이용 가능)
    
    ※  **O/S provides a mechanism** that allows a process to do:
    
    1. **Create new mailbox**
    2. **Send and Receive messages** through the mailbox
    3. **Delete a mailbox**

• Different design options for implementation
  • Blocking or Non-Blocking : Synchronous or Asynchronous

    • Blocking send : the sender is blocked until the message is received.

    • Blocking receive : the receiver blocks until a message is available.

      → mailbox의 용량 1MB / P가 1GB크기의 파일 send

      : Q가 1GB의 파일을 다 받을 때 까지 P는 send, wait 반복

      (파일을 다 보낸 후 요금 부과 가능 ⇒ 동기적)

    • Non-Blocking send : the sender sends the message and continue.

    • Non-Blocking receive : the receiver retrieves either a valid message or a null message.

      → mailbox의 용량 1MB / P가 1GB크기의 파일 send

      : P ⇒ 파일 보내기, 다른 행동 반복

      Q ⇒ 정상적인 메시지, null 메시지 수신 반복

      (Q가 파일을 다 수신하기 전에 종료 할 수 있음. But 요금이 부과되면 안됨 ⇒ 비동기적)

참고 :

Silberschatz et al. 『Operating System Concepts』. WILEY, 2020.

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