[Operating System] Process (2)

Operations on Processes

Process Creation

• parent process : 프로세스를 만드는 프로세스
• child process : parent process에 의해 만들어진 프로세스
• 각 프로세스는 고유한 process identifier (pid)를 가지고 있다. 이 pid를 이용해서 kernel이 각 프로세스에 접근할 수 있다.

• systemd process : 항상 pid값이 1이고, 모든 user process들의 root parent process이고, 시스템이 부팅된 이후로 처음으로 만들어지는 user process 이다. 부팅 이후에 systemd process가 여러 서비스를 제공하는 process들을 만든다.
  

• init -> systemd로 바뀌었고, systemd가 더 유동적으로 사용될 수 있고, 더 많은 서비스도 만들 수 있다.

• Process가 새로운 process를 만들 때, 실행상의 두 가지 경우가 존재한다.

  • parent가 children과 동시에 실행된다.
  • parent가 children의 일부 혹은 전부가 terminate 되기 전까지 기다린다.

• address-space 상에서도 2가지 경우가 존재한다.

  • child process는 parent process의 duplicate이다. (부모와 같은 프로그램과 data를 가진다.)
  • child process에 새로운 프로그램이 load된다.

• UNIX에서는 새로운 process는 fork() system call에 의해 만들어지고, 원래 프로세스의 주소공간의 복사본으로 구성된다. -> parent와 child의 소통을 쉽게 한다.(pipe같은 거 말하는듯)

• fork() 이후에 둘 다 실행되는데, child의 경우 fork()의 리턴값이 0이고, parent의 경우 child의 pid값이 리턴된다.

• fork() system call 이후에는 보통 둘 중 하나는 exec() system call을 사용하여 기존 exec() system call을 포함하고 있던 program의 memory image를 없애고 binary file을 momory에 load하여 실행시킨다. -> exec() 은 에러가 발생하기 전까지 control을 돌려주지 않는다.

Process Termination

• parent가 child를 죽이는 이유들

  • child가 할당된 것 보다 더 많은 자원들을 사용했다. -> 부모가 자식의 상태를 관찰하는 메커니즘 필요.
  • child에 assign된 task가 더 이상 필요하지 않다.
  • parent가 종료되는데, 운영체제가 child가 계속 실행되는 것을 허용하지 않을 때

• 몇몇 시스템에서는 부모가 종료된 이후에 자식이 존재하는 것을 허락하지 않는다. -> process가 terminate할 때, 그 process의 모든 자식 또한 terminate 시켜야 한다. -> cascading(계단식) termination -> 운영체제에 의해 보통 수행된다.

• process가 terminate할 때, 그 process의 resource들은 운영체제에 의해 할당 해제된다. 하지만, process table에 그 process의 exit status가 남아있기 때문에, process table은 남게 된다.

• process는 종료되었지만, parent가 wait()을 call 하지 않았을 때, 이를 zombie process라고 한다.

• parent는 wait()을 호출하지 않았지만 child는 여전히 계속 실행되고 있는 상태에 대해서 child process를 orphan이라고 부른다. -> Traditional UNIX system은 orphan process들에 대해서 init process로 하여금 그들의 부모가 되도록 한다.

• init process의 경우 주기적으로 wait()를 호출하기 때문에, orphaned process들은 정상적으로 할당 해제될 수 있다.

• Linux 대부분은 init -> systemd로 바꾸었지만, systemd도 위 기능을 수행할 수 있다. 또한 systemd 말고도 다른 프로세스가 고아 프로세스를 상속해서 종료하는 것도 가능하다. (subreaper 말하는 듯.)

- Android Process Hierarchy

• 안드로이드의 경우 memory 부족과 같은 문제를 해결하기 위해 process를 terminate해야 하는 경우가 생기면 process들의 importance hierarchy를 통해 중요도가 떨어지는 프로세스 먼저 terminate 시킨다.
  Hierarchy (중요도가 높은 순서)
  • Foreground process : 스크린에 표시되어 있고, 유저가 현재 상호작용하고 있는 프로세스
  • Visible process : 앞에 직접적으로 표시되지는 않지만 foreground process가 가리키고 있는 작동중인 프로세스
  • Service process : background process와는 유사하지만 실제로 유저에게 apparent한 process (예 : 음악 앱)
  • Background process : user에게 apparent하지 않은 activity를 하는 프로세스.
  • Empty process : A process that holds no active components associated with any application

참고 자료

• Abraham Silberschatz, Operating System Concepts, 10th edition