운영체제 - 프로세스간 통신

1. 프로세스간 통신의 개념

프로세스는 시스템 내에서 독립적으로 실행되기도 하고 데이터를 주고받으며 협업하기도 한다. 프로세스가 다른 프로세스와 데이터를 주고받는 프로세스 간 통신(IPC)에는 같은 컴퓨터 내에 있는 프로세스뿐만 아니라 네트워크로 연결된 다른 컴퓨터에 있는 프로세스와의 통신도 포함된다.

IPC

• 프로세스들 간의 의사소통을 하는 것을 말한다 
• 커널에서 IPC를 위한 도구를 제공하며, 시스템 콜의 형태로 프로세스에게 제공된다.

 

2. 프로세스 간 통신의 분류

PC 종류	PIPE	Named PIPE	Mesage Queue	Shared Memory	Memory Map	Socket
사용 시기	부모 자식 간 단 방향 통신 시	다른 프로세스와  단 방향 통신 시	다른 프로세스와  단 방향 통신 시	다른 프로세스와 양 방향 통신 시	다른 프로세스와  양 방향 통신 시	다른 시스템간  양 방향 통신 시
공유 매개체	파일	파일	메모리	메모리	파일+메모리	소켓
통신 단위	Stream	Stream	구조체	구조체	페이지	Stream
통신  방향	단 방향	양 방향	단 방향	양 방향	양 방향	양 방향
통신  가능  범위	동일 시스템	동일 시스템	동일 시스템	동일 시스템	동일 시스템	동일 + 외부  시스템

1. 공유 메모리(Shared Memory) 

1) 정의

•  시스템 상의 공유 메모리를 통해서 통신

2) 구조

• 일정한 크기의 메모리를 프로세스간에서 공유하는 구조이다
• 공유 메모리는 커널에서 관리됨

3) 사용시기

•  프로세스간 Read, Write 모두 필요할 때

4) 주의사항

•  프로세스간의 상용할려면 메모리 크기 동일 해야함.

2. PIPE

1) 정의

• 익명의 PIPE를 통해서 동일한 PPID를 가진 프로세스들 간에 단방향 통신을 지원

2) 구조

• FIFO 구조
• 생성된 PIPE에 대하여 Write 또는 Read만 가능

3) 사용시기

• 부모 자식 프로세스간 통신 할때 사용

4) 주의사항

•  쌍방 통신을 위해서는 Write용 PIPE하나 Read PIPE하나 씩 만들어야 한다.

•  read()와 write()가 기본적으로 block 모드로 작동하기 때문으로 프로세스가 read대기중이라 read가 끝나기 전에는 write를 할수가 없게 된다.

3. Message Queue

1) 정의

• 메모리를 사용한 PIPE이다.
• 구조체 기반으로 통신을 한다.

2) 구조

• FIFO 구조
• msgtype에 따라 다른 구조체를 가져올수 있다.

3) 사용시기

• 프로세스간 다양한 통신을 할 때 사용 할수 있다.

4) 주의사항

• 커널에서 제공하는 Message queue 이기 때문에 EnQueue 하는데 제한이 존재 한다.

4. Socket

1) 정의

• 네트워크 소켓통신을 시용한 데이터 공유

2) 구조

• 네트워크 소켓을 이용하여 Client - Server 구조로 데이터 통신

3) 사용시기

• 원격에서 프로세스간 데이터를 공유 할 때 사용

4) 주의사항

• 네크워크 프로그래밍이 가능해야 한다.
  
• 데이터 세그먼트 처리를 잘해야한다.

 

출처) 널널한 개발자 TV https://youtu.be/eELCTRdSj7o

https://doitnow-man.tistory.com/110