프로세스 계층 구조

 

 

프로세스 계층 구조

프로세스 계층 구조는 운영체제에서 프로세스들 간의 관계를 나타내는 방법을 말합니다. 운영체제는 여러 프로세스들을 관리하고 이들 간의 상호작용을 조율하는데, 이러한 프로세스들은 종종 계층적인 구조를 형성합니다. 이 구조는 일반적으로 부모-자식 관계로 나타낼 수 있습니다.

1. 부모 프로세스(Parent Process): 운영체제에서 새로운 프로세스를 생성할 때, 부모 프로세스는 새로운 자식 프로세스를 생성합니다. 부모 프로세스는 자식 프로세스를 생성하고, 자원을 할당하며, 자식 프로세스의 동작을 감시할 책임이 있습니다.  

2. 자식 프로세스(Child Process): 부모 프로세스에 의해 생성된 프로세스를 자식 프로세스라고 합니다. 자식 프로세스는 부모 프로세스로부터 자원과 권한을 상속받습니다. 부모 프로세스와 자식 프로세스 간에는 특별한 통신 메커니즘이나 데이터 공유 방법을 사용하여 상호작용할 수 있습니다.  

 

부모 프로세스와 자식 프로세스는 다른 프로세스이기 때문에 각기 다른 PID를 가집니다. 일부 운영체제에서는 자식 프로세스의 PCB에 부모 프로세스의 PID인 PPID(Parent Process ID)가 기록됩니다. 그리고 부모 프로세스로부터 생성된 자식 프로세스는 실행 과정에서 또 다른 자식 프로세스를 생성할 수 있습니다. 많은 운영체제에서는 이처럼 프로세스가 프로세스를 낳는 계층적인 구조로써 프로세스들을 관리합니다.

 

 

출처: https://velog.io/@hongxeob/%ED%94%84%EB%A1%9C%EC%84%B8%EC%8A%A4-%EC%83%81%ED%83%9C%EC%99%80-%EA%B3%84%EC%B8%B5-%EA%B5%AC%EC%A1%B0

 

이러한 프로세스들의 계층 구조를 프로세스 계층 구조라고 합니다. 유닉스 운영체제에서는 가장 최초의 프로세스인 init 프로세스부터 시작합니다. 리눅스는 systemd, macOS에서는 launchd입니다.

리눅스 상에서 pstree로 계층 구조를 확인할 수 있습니다.

 

 

 

프로세스 생성 기법

부모 프로세스를 통해 생성된 자식 프로세스들은 복제와 옷 갈아입기를 통해 실행됩니다. 부모 프로세스는 fork()를 통해서 자신의 복사본을 자식 프로세스로 생성해내고, 만들어진 자식 프로세스는 exec()를 통해 자신의 메모리 공간을 다른 프로그램으로 교체합니다.

 

출처 : https://velog.io/@hongxeob/%ED%94%84%EB%A1%9C%EC%84%B8%EC%8A%A4-%EC%83%81%ED%83%9C%EC%99%80-%EA%B3%84%EC%B8%B5-%EA%B5%AC%EC%A1%B0

 

fork()는 자기 자신 프로세스의 복사본을 만드는 시스템 호출입니다. 자식 프로세스는 부모 프로세스의 복사본이기 때문에 부모 프로세스의 자원들이 자식 프로세스에 상속됩니다. 그리고 만들어진 복사본은 exec() 호출을 통해 새로운 프로그램으로 전환됩니다. exec()는 자신의 메모리 공간을 새로운 프로그램 내용으로 전환하여 독립적으로 실행하는 시스템 호출입니다.

 

 

출처 : https://velog.io/@hongxeob/%ED%94%84%EB%A1%9C%EC%84%B8%EC%8A%A4-%EC%83%81%ED%83%9C%EC%99%80-%EA%B3%84%EC%B8%B5-%EA%B5%AC%EC%A1%B0

 

exec()를 호출하면 코드 영역과 데이터 영역이 실행할 프로그램의 내용으로 바뀌고 나머지 스택과 힙 영역은 초기화됩니다. 

 

#!/bin/bash

echo "Enter a command:"
read command

# 부모 프로세스에서 자식 프로세스 생성
if fork() == 0; then
    # 자식 프로세스에서 입력된 명령어 실행
    exec $command
else
    # 부모 프로세스는 자식 프로세스가 끝나기를 기다림
    wait
    echo "Command execution completed."
fi

 

위 스크립트에서, 사용자가 입력한 명령어는 fork()를 통해 자식 프로세스로 전달되고, 자식 프로세스는 exec()를 사용하여 해당 명령어를 실행합니다. 부모 프로세스는 자식 프로세스가 실행을 마칠 때까지 기다린 후 결과를 출력합니다.

이러한 방식으로 fork()와 exec()는 프로세스 간의 계층 구조를 형성하고 새로운 프로그램을 실행하는 데 사용될 수 있습니다.

 

 

출처: 혼자 공부하는 컴퓨터 구조와 운영체제