프로세스 생성 (Process Creation)

  • 부모 프로세스가 자식 프로세스를 생성합니다 (복제 생성)
  • 프로세스의 트리 형성
  • 프로세스는 자원을 필요로 합니다
    • 운영체제로 받는다
    • 부모와 공유한다
  • 자원의 공유
    • 부모와 지식이 모든 자원을 공유하는 모델
    • 일부를 공유하는 모델
    • 전혀 공유하지 않는 모델
  • 수행 (Execution)
    • 부모와 자식은 공존하며 수행되는 모델
    • 자식이 종료(terminate)될 때까지 부모가 기다리는(wait)모델
  • 주소 공간 (Address space)
    • 자식은 부모의 공간을 복사함 (binary and OS data)
    • 자식은 그 공간에 새로운 프로그램을 올림
  • 유닉스의 예
    • fork() 시스템 콜이 새로운 프로세스를 생성
      • 부모를 그래로 복사 (OS data except PID + binary)
      • 주소 공간 할당
    • fork 다음에 이어지는 exec() 시스템 콜을 통해 새로운 프로그램을 메모리에 올림

프로세스 종료 (Process Termination)

  • 프로세스가 마지막 명령을 수행한 후 운영체제에게 이를 알려줌 (exit)
    • 자식이 부모에게 output data를 보냄 (via wait)
    • 프로세스의 각종자원들이 운영체제에게 반납됨
  • 부모 프로세스가 자식의 수행을 종료시킴 (abort)
    • 자식이 할당 자원의 한계치를 넘어섬
    • 자식에게 할당된 태스크가 더 이상 필요하지 않음
    • 부모가 종료(exit)하는 경우
      • 운영체제는 부모 프로세스가 종료하는 경우 자식이 더 이상 수행되도록 두지 않는다
      • 단계적인 종료

fork() 시스템 콜

  • 자식 프로세스는 부모 프로세스에서 Program Counte도 복제해서 fork한 이후부터 실행스크린샷 2021-07-22 오후 10 28 43

exec() 시스템 콜

  • 프로세스에 새로운 프로그램을 덮어서 다른 프로그램으로 만들어 실행스크린샷 2021-07-22 오후 10 35 11

wait() 시스템 콜

  • 프로세스 A가 wait() 시스템 콜을 호출
    • 커널은 child가 종료될 때까지 프로세스 A를 sleep시킨다 (block 상태)
    • child process가 종료되면 커널은 프로세스 A를 깨운다 (ready 상태)스크린샷 2021-07-22 오후 11 52 37

exit() 시스템 콜

  • 프로세스 종료
    • 자발적인 종료
      • 마지막 statement 수행 후 exit() 시스템 콜을 통해
      • 프로그램에 명시적으로 적어주지 않아도 main 함수가 리턴되는 위치에 컴파일러가 넣어줌
    • 비자발적 종료
      • 부모 프로세스가 자식 프로세스를 강제 종료시킴
        • 자식 프로세스가 한계치를 넘어서 자원 요청
        • 자식에게 할당된 태스크가 더 이상 필요하지 않음
      • 키보드로 kill, break 등을 친 경우
      • 부모가 종료하는 경우
        • 부모 프로세스가 종료하기 전에 자식들이 먼전 종료됨

프로세스 간 협력

  • 독립적 프로세스

    • 프로세스는 각자의 주소 공간을 가지고 수행되므로 원칙적으로 하나의 프로세스는 다른 프로세스의 수행에 영향을 미치지 못합
  • 협력 프로세스

    • 프로세스 협력 메커니즘을 통해 하나의 프로세스가 다른 프로세스의 수행에 영향을 미칠 수 있음
  • 프로세스 간 협력 메커니즘 (IPC: Interprocess Communication)

    • message passing : 커널을 통해서 메시지 전달됨

    • shared memory

      • 프로세스간 메모리 공유 요청을 커널에게 요청한 후, 커널을 통해서 특정 물리 메모리 공간을 공유합니다
      스크린샷 2021-07-23 오전 12 07 57

thread : 프로세스 간의 협력은 아니지만 동일한 process를 구성하는 thread간에는 주소공간을 공유하므로 협력이 가능하다

Message Passing

  • Message System : 프로세스 사이에 공유 변수를 일체 사용하지 않고 통신하는 시스템
  • Direct Communication
    • 통신하려는 프로세스의 이름을 명시적으로 표시스크린샷 2021-07-23 오전 12 04 56
  • Indirect Communication
    • mailbox (또는 port)를 통해 메시지를 간접 전달
    • 특정 대상이 아니라 임의의 대상들이 메시지를 확인하고 가져감스크린샷 2021-07-23 오전 12 05 02

참고

  • 반효경 교수님 운영체제 강의