IPC 기법 중 파이프, 메시지큐, 공유메모리 기법을 알아보자.

IPC

Pipe

• 기본 파이프는 단방향 통신
• fork()로 자식 프로세스를 생성했을 때, 부모와 자식간의 통신

파이프 코드 예제

char* msg = "Hello Child Process!";
int main()
{
  char buf[255];
  int fd[2], pid, nbytes;
  if (pip(fd) < 0) // pipe(fd)로 파이프 생성
    exit(1);
  pid = fork(); // 함수 실행 다음 코드부터 부모/자식 프로세스로 나뉨
  if (pid > 0) { // 부모 프로세스는 pid에 실제 프로세스 ID가 들어감
    wrtie(fd[1], msg, MSGSIZE); //fd[1]
    exit(0);
  }
  else { // 자식 프로세스는 pid가 0이 들어감
    nbytes = read(fd[0], buf, MSGSIZE); // fd[0]으로 읽음
    exit(0);
  }
  return 0;
}

• pid: process ID
  • 부모 프로세스는 정수형 ID
  • 자식 프로세스는 ID가 0
• fork(): 새로운 프로세스를 생성하는 시스템콜 함수
  • 부모 프로세스를 복사해 자식 프로세스를 생성
• pipe(fd): 파이프가 정상적으로 생성되면 특정한 주소값을 2개 반환
  • fd(1)과 fd(0)
• msg: 데이터
• MSGSIZE: 데이터 크기

Message Queue

• 큐는 기본적으로 FIFO 로직으로 데이터를 전송

메시지큐 코드 예

• A 프로세스

msqid = msgget(key, msglfg)
msgsnd(msqid, &sbuf, buf_length, IPC_NOWWAIT)

• B 프로세스

msqid = msgget(key, msgflg)
msgrcv(msqid, &rbuf, MSGSZ,  1, 0)

• A 프로세스에서 B 프로세스로 데이터 전달
  • sbuf => rbuf

파이프와 메시지 큐의 차이

• 메시지 큐는 부모/자식 관계가 아니라, 어느 프로세스간에 데이터 통신 가능
• FIFO 로직으로 먼저 들어간 데이터가 먼저 읽힌다.
• 단방향 소통이냐 양방향 소통이냐
  • 메시지큐에서 양방향 소통시 큐를 하나 더 생성

파이프와 메시지 큐의 공통점

• 파이프와 메시지큐는 모두 커널 공간의 메모리를 사용
  • 메모리 공간도 커널과 유저로 구분

Shared Memory

• kernel space에 메모리 공간을 만들고, 해당 공간을 변수처럼 사용
• 메시지 큐처럼 FIFO 로직이 아니라, 해당 메모리 주소를 변수처럼 접근하는 방식
• 공유 메모리 key를 가지고, 여러 프로세스가 접근 가능

공유 메모리 코드 예제

• 공유 메모리 생성 및 공유 메모리 주소 얻기
  • shmid: 특별한 키 값을 가지고 공유 메모리 공간을 만듬
  • shmaddr: 메모리 공간에 대한 주소를 가지고 옴

shmid = shmget((key_t)1234, SIZE, IPC_CREAT | 0666))
shmaddr = shmat(shmid, (void *)0, 0)

• 공유 메모리에 쓰기
  • 해당 주소 값에 데이터를 쓰기

strcpy((char *)shmaddr, "Linux Programming")

• 공유 메모리에서 읽기

printf("%s\n", (char *)shmaddr)

정리

• 파이프, 메시지큐,공유메모리 모두 커널 공간을 활용해 프로세스간 데이터를 공유함