[프로세스와 스레드 다중 처리] 요약 (프로세스, 시그널, 스레드, 동시성)

<서영진 님의 사물인터넷을 위한 리눅스 프로그래밍 with 라즈베리파이 서적을 참고해서 작성하였습니다 :-)>

 

⭐ 프로세스

일의 처리 단위

프로세스의 준비에서부터 종료까지의 여러 상태들을 가지고 있다

현재 시스템에서 실행되는 프로세스들의 상태를 확인하기 위해서는 ps 명령어 사용한다

aux 옵션을 사용해서 시스템의 모든 프로세스에 대한 정보를 확인할 수 있다

 

⭐ 시그널

프로세스 사이에 비동기적인 사건을 전달하기 위해 사용

리눅스 시그널에 대한 작업 시그널의 발생, 전달, 처리를 지원한다

시그널 처리에 시그널 마스크를 이용해서 보다 다양한 처리가 가능하다

sigprocmask() 함수를 사용하여 시그널 마스크에 해당 시그널을 선택적으로 블록시키고 해제

한 번 시그널 마스크가 설정되면 다음 설정 때까지 현재 설정된 값을 그래도 사용한다

시그널 마스크가 실행되는 동안에 전달된 시그널은 블록되고, 시그널이 블록되어 있는 동안 한 번 이상의 시그널이 발생하더라도 블록이 해제된 후에는 한 번만 전달된다

 

⭐ 다중 처리 기법

동시에 여러 사람이 컴퓨터를 이용할 수 있도록 하고 동시에 여러 개의 프로그램을 실행시킬 수 있도록 한다

ex) 멀티 프로세스, 멀티 스레드

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프로세스는 실행 중인 프로그램으로 프로그램의 처리 단위

리눅스에서는 시분할 시스템을 이용해서 CPU 의 처리 시간을 짧게 쪼개서 이를 각각 처리할 수 있는 방법 제공

 

프로세스는 각각의 메모리 공간을 따로 가지고 있기 때문에 프로세스를 생성하는데 소요되는 시간이나 자원의 낭비가 발생하며 많은 수의 프로세스를 생성할 수 없다

 

⭐ 스레드

프로세스 간에 함께 사용하는 메모리를 공유함으로써 생성이 빠르고 낭비되는 메모리를 막을 수 있다

스레드는 메모리 공간을 공유하기 때문에 여러 스레드가 동시에 하나의 자원에 접근할 때 동기화 문제가 발생한다

이러한 동기화 문제를 해결하기 위해 세마포어나 뮤텍스를 지원한다

 

프로세스가 시작되면 특정 시점에서 종료를 해야 하는데, 종료에는 정상 종료와 비정상 종료가 있다

정상적인 종료는 main() 함수로부터의 리턴, exit() 함수를 호출하는 것

표준 C 라이브러리와 시스템 호출을 애용해서 종료 상태 값을 명시적을 지정 or 함수 호출로 반환

 

비정상적인 종료는 abort() 함수를 호출하여 SIGABRT 시그널을 발생 or 0으로 나눈 후 잘못된 메모리 참조 등의 시그널에 의해 종료될 수 잇는데, 커널이 종료 상태에 대한 값 생성한다

 

멀티 프로세스 시스템을 만들기 위해 fork()와 exec() 함수를 사용한다

fork() 함수를 호출한 프로세스를 부모 프로세스, 생성되는 프로세스를 자식 프로세스

부모 프로세스는 생성된 자식 프로세스의 PID 갖고, 자식 프로세스는 0의 값 갖는다

자식  프로세스는 getppid() 함수를 이용하여 부모 프로세스를 확인한다

 

IPC 는 독립된 프로세스 간에 데이터를 주고받는 것

FIFO 는 FIFO 파일을 생성하며, 버퍼링 용도가 아닌 채널 설정을 위해 사용

공유 메모리는 프로세스 간에 공유 메모리를 설정하여 커널 버퍼 경유를 없앨 수 있다

BSD 유닉스에서 제공하였던 파일 디스크립터 기반 IPC 와 시스템 V의 IPC, POSIX IPC 등이 있다

 

리눅스에서는 스레드를 위해서 POSIX 스레드 라이브러리를 이용하며

pthread_create(), pthread_join(), pthread_detach(), pthread_cancle(), pthread_exit() 등이 잇다

스레드 간에 경쟁을 해결하기 위해 뮤텍스 사용이 가능하다