[쉽게 배우는 운영체제] 5장 : 프로세스 동기화 (1/2) [OS]

프로세스 간 통신

독립적인 프로세스끼리 작업을 하다 서로 데이터를 주고받아야 할 때 통신을 사용한다.

프로세스들 간 의사소통을 IPC라 하고 같은 컴퓨터 내 프로세스뿐만 아니라 네트워크 간 통신도 포함된다.

 

종류

1. 프로세스 내부 데이터 통신
   하나의 프로세스 내에 2개 이상의 스레드가 존재하는 경우의 통신
   ☞ 내부 스레드는 전역 변수나 파일을 이용하여 통신한다
   
   
2. 프로세스 간 데이터 통신
   같은 컴퓨터에 있는 여러 프로세스끼리 통신
   ☞운영체제가 제공하는 파이프를 사용하여 통신한다
   
   
3. 네트워크를 이용한 데이터 통신
   여러 컴퓨터가 네트워크로 연결되어 있을 때의 통신
   ☞소켓을 사용하여 통신한다

 

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프로세스 간 통신의 분류

통신 방향

1. 양방향 통신 : 데이터를 동시에 양방향으로 전송할 수 있는 구조
2. 반양방향 통신 : 양방향으로 전송 가능, 하지만 동시 전송을 불가능
   ex) 무전기
3. 단방향 통신 : 데이터를 한쪽 방향으로만 전송할 수 있는 구조
   ex) 모스 신호

*양방향 통신을 구현하려면 전역 변수를 2개 사용해야 한다.

 

통신 구현 방식

1. 대기가 있는 통신 : 동기화를 지원하는 통신 방식
   ☞대기 상태 유지하며 데이터 수신 대기
   
   
2. 대기가 없는 통신 : 동기화를 지원하지 않는 통신 방식
   ☞데이터 수신을 직접 확인

*동기화 : 데이터 도착 신호

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프로세스 간 통신의 종류

1. 전역 변수를 이용한 통신
2. 파일을 이용한 통신
3. 파이프를 이용한 통신
4. 소켓을 이용한 통신

 

전역 변수를 이용한 통신

- 공동으로 관리하는 메모리를 사용하여 데이터를 주고받는 것

- 직접적으로 관련이 있는 프로세스 간 사용

   ex) 부모 - 자식 프로세스

- 동기화 문제가 있다

 

파일을 이용한 통신

- 파일 열기, 쓰기(읽기), 닫기로 구성

- 부모 - 자식 프로세스 간 통신에 많이 사용된다

- 동기화 제공 X

 

파이프를 이용한 통신

- 동기화 통신 방식

- 단방향 통신이므로 양방향 통신을 위해선 파이프 2개가 필요하다

1. 이름 없는 파이프 : 서로 관련 있는 프로세스 간 통신에 사용
2. 이름 있는 파이프 : 서로 관계없는 프로세스 간 통신에 사용, FIFO(First In First Out)라 불리는 특수 파일 이용

 

소켓을 이용한 통신

- 여러 컴퓨터에 있는 프로세스끼리 통신하는 방법

- 프로세스 동기화 지원

- 소켓 하나만 사용해도 양방향 통신 가능

 

 

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공유 자원과 임계 구역

공유 자원

여러 프로세스가 공동으로 이용하는 변수, 메모리, 파일 등을 말한다.

 

*경쟁 조건 : 2개 이상의 프로세스가 공유 자원을 읽거나 쓰는 상황, 상황 발생 시 실행 결과가 달라질 수 있다.

 

임계 구역

공유 자원 접근 순서에 따라 실행 결과가 달라지는 프로그램의 영역을 말한다.

 

- 프로세스들이 동시에 작업을 하면 안 된다

- 임계 구역 안에는 하나의 프로세스만 있을 수 있다

 

임계 구역 해결 조건

1. 상호 배제 : 임계 구역 안에는 하나의 프로세스만 있어야 한다
2. 한정 대기 : 특정 프로세스가 임계 구역에 진입하지 못하면 안 된다
3. 진행의 융통성 : 서로 다른 프로세스가 서로의 진행을 방해해선 안 된다

 

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