IPC Part1
3.4. Interprocess Communication¶
-
Process 가 동시에(concurrently) 의 실행되는 경우...
독립적일 수도 있고 서로협력하는 경우 일 수도 있다.
-
independent process와cooperating process- 핵심은
데이터 공유(shares data) - 다른 프로세스와 데이터를 공유하면 협력하는 프로세스이고 그렇지 않다면 독립적인 프로세스이다.
- 핵심은
IPC - Inter-Process Communication
- 협력하는 process 는 IPC 메커니즘을 필요로 한다.
- 즉, 데이터를 공유, 교환하는 정책이 필요하다.
- 다시 말해 데이터를 보내고 데이터를 받는 메커니즘이 필요하다.
Two fundamental models of IPC
- shared memory/ 공유 메모리
- message passing
3.5 IPC in Shared-Memory Systems¶
Shared-Memory 를 살펴보기전에 Producer-Consumer Problem 을 살펴보자. Producer-Consumer Problem 는 협력하는 두 프로세스 간에 흔히 발생하는 문제이다. producer 는 정보/자원을 생산하는 프로세스 consumer 는 그 정보/자원을 소비, 활용하는 프로세스이다. 예를 들어 컴파일러는 어셈블리코드를 만들고 어셈블러는 그것을 사용한다. 웹서버는 HTML 을 제공하고 브라우저는 그것을 사용한다.
개인적으로 여기에 Problem 이라는 이름을 붙이는것이 조금 어색하게 느껴진다. 책이나 강의 영상에서 Producer-Consumer Problem 그리고 Shared-Memory, Message Queue 의 관계를 Problem과 Solution 처럼 이야기하는데 그보다는 어떤 객체지향에서 이야기하는 추상적인 모델과 구체적인 모델(?) 이런식으로 표현하는 것이 더 적절하게 느껴진다. 그래서 표현을 약간 객체지향 st로 하면 Producer-Consumer 라는 근본적인 모델이 있고 그아래 IPC, 가 있고 그 아래 Shared-Memory, Message Queue 와 같은 솔루션 모델? 이 있다고 느끼면 좋을것 같다.
이런 큰 그림을 바탕으로 이제 shared-memory 를 알아보자.
- A Solution using
shared-memory- To allow producer and consumer to run concurrently
- Let a buffer of item be available
- 프로듀서는 버퍼를 채우고, 컨슈머는 버퍼를 사용한다.
Shared Memory
A shared memory is a region of memory that is shared by the producer and consumer processes
#define BUFFER_SIZE 10
typedef struct {
// ...
} item
item buffer[Buffer_SIZE]; // shared buffer
int in = 0;
int out = 0;
item next_produced;
while(true){
while(((in + 1) % BUFFER_SIZE) == out);
// do nothing
// 버퍼를 채울 공간이 없다면 계속 대기
/*
next_produced 를 생성
*/
buffer[in] = next_produced;
in = (in + 1) % BUFFER_SIZE;
}
item next_consuemd;
while(true){
while(in == out);
// do nothing
// 버퍼가 비어있다면 계속 대기
next_consumed = buffer[out]
out = (out + 1) % BUFFER_SIZE
/*
next_consumed 를 소모
*/
}
PROS & CONS
- shared memory 에 접근하는 로직을 애플리케이션 개발자가 직접 작성해야 함
- 이걸 좀 누가 알아서 보내주면 좋을탠데...
- OS : 뜨끔 (난가?)
3.6 IPC in Message-Passing Systems¶
운영체제 : 나다 싶으면 하자!
바로 코드로 살펴보자!
item next_produced;
while(true){
/*
next_produced 를 생성
*/
send(next_produced);
}
```c title="a consumer that receive item from message queue item next_consuemd;
while(true){ next_consuemd = receive(); / next_consumed 를 소모 / }
boiler-plate 한 코드가 사라졌다! 객체지향을 배우고 운영체제를 살펴보니 또 느낌이 다른것같다... 익숙한 객체지향의 향기가 난다.
이런 message-passing 방식의 IPC 를 구성하는 방식에는 다양한 방법이 있다. direct, indirect 메시지 패싱의 메서드 형태를 살펴보자.
```java title="direct message passing"
void send(Process dest, Message message);
Message recieve(Process src);
void send(MessageBox box, Message message);
Message recieve(MessageBox box);
// 메시지 박스를 생성/제거
MessageBox createMessageBox(여러 옵션들...);
void deleteMessageBox(MessageBox box);
MessageBox 는 Port 라고도 불린다!!!
Created: May 5, 2023