🔊 Inter-Process Communication

🙌 프로세스 협력을 허용하는 이유

모듈화 및 태스크를 분할하여 병렬로 실행하여 계산속도의 향상과 모듈성을 제공하기 위해서
정보를 병행적으로 접근 가능한 정보 공유의 환경을 제공해야한다.

🌞 프로세스 간 통신 모델

• 공유 메모리(shared memory): 초기 구성 단계에서만 시스템 콜을 사용하기 때문에 빠르다. 구축 이후에는 일반적인 메모리 접근으로 취급되어 커널의 도움이 필요하지 않다.
• 메시지 전달(message passing): 충돌을 회피할 필요가 없고 구현이 용이하지만 공유 메모리에 비해 오버헤드가 크다.

🎈 공유 메모리 기본개념

일반적으로 운영체제는 한 프로세스가 타 프로세스의 메모리에 접근하는 것을 금지한다.
둘 이상의 프로세스가 이 제약조건을 제거하므로써 공유 메모리가 완성된다.

🛒 공유 메모리의 소비자-생산자 문제

생산자와 소비자 프로세스들이 병행으로 실행되도록 하려면, 생산자가 정보를 채워 넣고 소비자는 버퍼를 사용할 수 있어야 한다.

무한버퍼

• 버퍼가 비어있으면 소비자는 기다려야한다.

유한버퍼

• 생산자는 버퍼가 가득 차 있으면 기다려야만 한다.
• 버퍼가 비어있으면 소비자는 기다려야한다.

🎁 메시지 전달 시스템

직접통신 📞

• 대칭적 송신자와 수신자 모두 서로의 이름을 필요로 하는 경우

• 비대칭적 송신자만 수신자의 이름을 필요로 하는 경우

하지만 컴파일시간에 이름을 알 수 없고, 상대방 이름이 달라지면 사용할 수 없다는 단점으로 간접통신의 메일박스를 해결책으로서 사용한다.

간접통신 📩

메일박스

• 프로세스들에 의해 메시지들이 생성되고 제거되는 객체
• 각 메일박스는 고유한 ID를 가진다 (POSIX 에서는 정수값 사용)
• 각 연결은 하나의 메일박스에 대응하며, 다수의 서로 다른 연결이 존재할 수 있다.

사용예시

문제점

• 프로세스 세개가 모두 한개의 메일박스를 공유할 경우 어느 프로세스가 메시지를 수신하는가?

해결책

• 하나의 링크는 최대 두개의 프로세스와 연관되게 한다.
• 시점을 분할하여 한 순간에 최대로 하나의 프로세스만 receive() 실행하도록 허용한다.
• 시스템이 임의로 설정한다.

기타

동기식 전송(Blocking, 봉쇄형)

• 봉쇄형 보내기 - 수신 받을때까지 송신 불가
• 봉쇄형 받기 - 메시지가 이용 가능할 때까지 수신 불가

비동기식 전송(Non-blocking, 봉쇄형)

• 비봉쇄형 보내기
• 비봉쇄형 받기

메시지 큐 구현 방식

• 무 용량 - 송신자는 수신자가 메시지를 수신할 때까지 기다려야 함. (Rendezvous)
• 유한 용량 - 송신자는 링크가 만원이면 반드시 봉쇄되어야 함.
• 무한 용량 - 송신자는 결코 봉쇄되지 않음

포트(Port)

• 포트를 이용한 전달도 간접통신에 해당한다.