1. 프로세스 간 통신(IPC)

1. 프로세스 간 통신의 개념

• 프로세스 : 운영체제로부터 자원을 할당 받는 독립적인 주소를 가진 작업

• 쓰레드 : 프로세스 내에서 자원을 공유하는 프로세스의 실질적인 실행 단위

• 프로세스 간 통신의 종류

  종류	방향	동기	특징
  공유 메모리	단방향	X	상대방이 데이터를 언제 보낼지 알 수 없다.
  → 바쁜 대기(busy waiting) 문제 : 시스템 자원의 낭비

     반복문을 무한 실행하며, 상대방에 상태변화를 확인한다.
  

  → 바쁜 대기 해결 : 동기화(synchronization) 데이터가 도착해주었음을 알려주어 해결한다(메세지 알림) | | 공유 파일 | 단방향 | X | 파일을 읽고 쓰는 것으로 통신 | | 파이프 | 단방향 | O | OS에서 제공하는 것으로 fork 부모-자식 통신에 사용 | | 소켓 | 양방향 | O | 노드-노드 네트워크 통신

  • 초기화 내용 많음
  • 시스템 자원 많이 사용
  • 같은 컴퓨터 내 통신에 비효율적 |

• 데이터를 주고 받을 때에는

  • 통신하려는 상대 프로세스를 어떻게 찾을지
  • 데이터의 크기는 얼마로 할지
  • 데이터의 도착 여부는 어떻게 확인할지 등을 고려해야한다.

2. 프로세스 간 통신의 분류

• 통신 방향에 따른 분류
  • 양방향 : 데이터를 양쪽 방향으로 동시에 전송할 수 있는 구조 (ex. 소켓)
  • 반양방향 : 데이터를 양쪽 방향으로 전송할 수는 있지만 동시 전송은 불가하고 특정 시점에만 전송 가능 (ex. 무전기)
  • 단방향: 한쪽 방향으로만 데이터를 전송할 수 있는 구조 (ex. 모스 부호)
• 통신 구현 방식에 따른 분류

  • 대기가 있는 통신(blocking communication) : = 동기화 통신

    : 동기화를 지원하는 방식으로, 데이터를 받는 쪽은 데이터가 도착할 때까지 자동으로 대기 상태에 머물러 있다.

  • 대기가 없는 통신(non-blocking communication) : = 비동기화 통신

    : 동기화를 지원하지 않는 방식으로, 데이터를 받는 쪽은 바쁜 대기를 사용하여 데이터의 도착여부를 직접 확인한다.
    

3. 프로세스 간 통신의 종류

• 파일을 이용한 통신
  • 함수
    • open()
    • read() 또는 write()
    • close()
  • 주로 부모 - 자식 관계의 프로세스 간 통신에 많이 사용된다.
• 파이프를 이용한 통신
  • 운영체제가 제공하는 단방향 동기화 통신 방식
  • 함수
    • open()
    • close()
  • 분류
    • 이름 없는 파이프 : 부모 - 자식 처럼 관련 있는 프로세스 관계에서 사용
    • 이름 있는 파이프 : FIFO라는 특수 파일 사용해 서로 관련 없는 프로세스 간 통신에 사용
• 소켓을 이용한 통신
  • 네트워킹 (노드 - 노드 간 통신)에 사용
  • 인터넷을 사용하려면 TCP와 IP가 있어야함.
    • IP : 목적지까지 데이터를 전송
      • ip : 컴퓨터 주소
    • TCP : 전송 프로토콜
      • port : TCP가 네트워크를 사용하는 프로세스를 구분하기 위해 사용하는 주소
  • 데몬(deamon) : 서버에서 돌아가는 프로세스
    • 서버용 데몬도 포트 번호가 필요하다.
    • 웹 데몬 HTTP : 80
    • 파일 데몬 FTP : 21
  • 소켓 :
    • 여러 명의 접속사가 하나의 포트에 들어오면, 멀티 소켓에 하나씩 연결된다.
    • 데몬은 소켓을 사용하여 동시에 여러 클라이언트에 서비스를 보낸다.
  • 네크워킹 상황에서 통신 시 원격 프로시저 호출이나 소켓을 이용한다.
    • 원격 프로시저 호출 : 다른 컴퓨터에 있는 함수를 호출
      • 원격 프로시저 호출은 소켓을 이용하여 구현한다.
      • 소켓을 통해 쓰기와 읽기를 할 수 있다.

2. 공유 자원과 임계 구역

1. 공유 자원에 대한 접근

• 공유 자원 : 프로세스가 공동으로 이용하는 변수, 메모리, 파일 등
• 경쟁 조건(race condition) : 2개 이상 프로세스가 공유 자원을 병행해서 읽거나 쓰는 상황

2. 임계 구역