[⚙️ OS] 프로세스 간 통신 (IPC: Inter-Process Communication)

커널의 지원 필요 

 

✨ IPC의 목적 = 프로세스 동기화 

• data transfer
• sharing data
• event notification
• resource sharing and synchronization
• process control

 

Message Passing

• 커널을 통해 주고 받음
  • user 계층에 있는 프로세스들끼리 직접 통신 X
    👉 OS에서 제공하는 message passing에 관한 system call을 이용해 커널을 거쳐감
• Messsage queue
• Pipes
• Mailboxes
• Sockets

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communication link를 만들어서 메시지를 주고 받음 

 

🔹 Direct Communication 

• 프로세스를 직접 지명
  • send(P, message)
    receive(Q, message)
• 상대방의 ID를 확실하게 알아야함 (단점)

 

🔹 Indirect Communication 

• 프로세스 지정 X
• 직접 전달하지 않고, 프로세스 간 주고 받을 수 있는 mailbox 존재 
  • mailbox는 고유의 id를 가짐. mailbox=A
  • send(A, message)
  • receivce(A, message) 

 

🔹 Synchronization in Message Passing 

• Blocking is considered synchronous
  • Blocking send : sender blocked until message received by mailbox or process
  • Blocking receive : receiver blocks until a message is available
• Symmetric communication (blocking send and receive)
  • sending process stops until the receive process completes
• Non-blocking is considered asynchronous
  • Nonblocking send : send resumes operation immediately after sending
  • Nonblocking receive : receiver returns immediately with either a vaild or null message
• Asymmetric communication
  • Sending process continues executing without waiting for a response from the receive procses

👉 상대적으로 Synchronous가 디버깅하기 수월하지만, blocking 때문에 deadlocks 발생 ➡️ Timeout 사용해서 해결 

 

 

🔹 Message Queue 

• 시간 차이가 나더라도 메시지를 전달받을 수 있음 

 

🔹 Pipes 

• FIFO buffers
  • file I/O interface
  • asynchronous send() & receive()
• read-write pipe

 

 

Shared Memory

• IPC 중 가장 빠름
  • 커널 쪽에 copy할 필요 없기 때문
• 프로세스 A와 B가 함께 공유할 수 있는 메모리 존재 
• OS가 memory segment에 mapping

 

 

 

Sockets

 

• 두 개 프로세스 간의 양방향 통신 (Server, Client)
• Internet domain communication 👉 TCP/IP internet protocol suite
• Server
  • socket()
  • bind() : 소켓과 internet address 연결 
  • listen() : 데이터 받을 준비
  • accept() : fork() a child process 
• Client
  • socket()
  • connect() 
  • call read() and/or write()