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Process Management

프로세스 생성

Copy-on-write(Cow) : write가 발생했을 때 copy를 하겠다.

• 부모 프로세스가 자식 프로세스 생성

• 프로세스의 트리(계층 구조) 형성

• 프로세스는 자원을 필요로 함

  1. 운영체제로부터 받는다
  2. 부모와 공유한다

• 자원의 공유

  1. 부모와 자시깅 모든 자원을 공유하는 모델
  2. 일부를 공유하는 모델
  3. 전혀 공유하지 않는 모델

• 수행

  1. 부모와 자식은 공존하며 수행되는 모델
  2. 자식이 종료될 때까지 부모가 기다리는 모델

• 주소 공간(Address space)

  1. 자식은 부모의 공간을 복사함 (binary and Os data)
  2. 자식은 그 공간에 새로운 프로그램을 올림

• 유닉스의 예

  1. fork() 시스템 콜이 새로운 프로세스 생성
     • 부모를 그대로 복사(Os data except PID + binary)
     • 주소 공간 할당
  2. fork 다음에 이어지는 exec()시스템 콜을 통해 새로운 프로그램을 메모리에 올림

프로세스 종료

• 프로세스가 마지막 명령을 수행 후 운영체제에게 이를 알려줌 (exit)

  1. 자식이 부모에게 output data를 보냄(via wait)
  2. 프로세스의 각종 자원들이 운영체제에게 반납됨

• 부모 프로세스가 자식의 수행을 종료시킴 (abort)

  1. 자식이 할당 자원의 한계치를 넘어섬
  2. 자식에게 할당된 테스크가 더 이상 필요하지 않음
  3. 부모가 종료(exit)하는 경우
     • 운영체제는 부모 프로세스가 종료되는 경우 자식이 더 이상 수행되도록 두지 않는다
     • 단계적인 종료

fork() 시스템 콜

• fork()시스템 콜에 의해서 생성된 프로세스
  생성자의 주소 공간을 복제한 새로운 주소 공간을 만든다.
  

exec() 시스템 콜

• 완전히 새로운 프로그램으로 덮어씌운다
  생성자의 메모리 이미지를 새로운 프로그램으로 대체한다.
  

wait() 시스템 콜

• 프로세스 A가 wait() 시스템 콜을 호출하면

  1. 커널은 child가 종료될 때까지 프로세스 A를 sleep (block)
  2. Child process가 종료되면 커널은 프로세스 A를 깨운다 (ready)

exit() 시스템 콜

• 프로세스의 종료

  1. 자발적 종료
     • 마지막 statement 수행 후 exit() 시스템 콜을 통해
     • 프로그램에 명시적으로 적어주지 않아도 main 함수가 리턴되는 위치에 컴파일러가 넣는다
  2. 비자발적 종료
     • 부모 프로세스가 자식 프로세스를 강제 종료시킴
       ○ 자식 프로세스가 한계치를 넘어선 자원 요청
       ○ 자식에게 할당된 태스크가 더 이상 필요하지 않음
     • 키보드로 kill, break 하는 경우
     • 부모가 종료하는 경우
       ○ 부모 프로세스가 종료하기 전에 자식들이 먼저 종료됨

프로세스 간 협력

• 독립적 프로세스(Independent process)

  프로세스는 각자의 주소 공간을 가지고 수행되므로 원칙적으로 하나의 프로세스는 다른 프로세스 수행에 영향을 미치지 못한다

• 협력 프로세스(Cooperating process)

  프로세스 협력 메커니즘을 통해 하나의 프로세스가 다른 프로세스의 수행에 영향을 미친다

• 프로세스 간 협력 메커니즘(IPC : Interprocess Communication)
  

  1. 메시지를 전달하는 방법
     • message passing : 커널을 통해 메시지 전달
  2. 주소 공간을 공유하는 방법
     • shared memory : 서로 다른 프로세스 간에도 일부 주소 공간을 공유하게 하는 shared memory 메커니즘이 있음

• thread : thread는 사실상 하나의 프로세스이므로 프로세스 간 협력으로 보기에는 어렵지만, 동일한 process를 구성하는 thread들 간에는 주소 공간을 공유하므로 협력 가능

Message Passing

• Message system

  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 통해서 메시지를 간접 전달

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