[OS] IPC (프로세스 간 통신)

IPC (Inter-Process Communication)

 

• 프로세스는 독립적인 메모리 공간을 갖고 다른 프로세스에 의해 침범되지 못하기 때문에 프로세스 간 통신을 위해서 별도의 메커니즘이 필요합니다. (IPC)
• 프로세스들 사이에 서로 데이터를 주고받는 행위 또는 그에 대한 방법이나 경로를 뜻합니다.
• Kernel에서 IPC를 위한 도구를 제공합니다. (System Call의 형태로 프로세스에 제공됨)

 

 

IPC가 필요한 이유

• 서로 다른 프로세스들이 협력해서 동작하는 프로세스 협력 모델을 만들기 위해서는 데이터를 주고받아야 하는데 이를 위해서 필요합니다.

 

IPC의 두 가지 모델

1. Shared Memory (공유 메모리)

• 공유 메모리는 서로 다른 프로세스가 메모리 일정 영역을 공유하는 방식으로 공유하는 영역에 읽고 쓰는 방식입니다.
• 공유한 메모리 영역에 Read / Write를 통해 통신을 수행합니다.
• 둘 이상의 프로세스가 동시에 메모리를 변경하지 않도록 프로세스 간의 동기화가 필요합니다.
• 응용 프로그램 레벨에서 통신이 가능합니다. 
• 구현 IPC : Shared Memory

 

2. Message Passing (메시지 교환)

• 메시지 교환은 커널을 통해서 메시지를 프로세스 간에 주고 받는 방식입니다.
• Send / Receive의 형태로 통신을 수행합니다.
• 커널에서 데이터를 컨트롤하기 때문에 동기화가 따로 필요 없습니다.
• 데이터를 주고받는 오버헤드가 커져 성능이 저하될 수 있습니다.
• 구현 IPC : Pipe, Message Queue, Socket

 

구현 IPC의 종류

Pipe

• 하나의 프로세스가 다른 프로세스로 데이터를 직접 전달하는 방법입니다.
• 데이터는 한 쪽 방향으로만 이동해서 양방향 통신을 위해서는 두 개의 Pipe가 필요합니다.
• 구현이 쉽고 1대1 방식으로 소통합니다.

 

Signal

• 특정 프로세스에게 커널을 통해 event를 전달하는 방법입니다.
• 비동기적인 동작이고, 송신 프로세스가 수신 프로세스의 상태와 무관하게 수행합니다.(일방적 통신)

 

Message Queue

• 고정된 크기를 갖는 Message의 연결 리스트를 이용하여 통신을 하는 방법입니다.
• 보내고자 하는 프로세스가 메시지 큐에 넣으면 받고자 하는 프로세스가 가져가는 방식입니다.
• 여러 프로세스가 동시에 접근이 가능해 동기화가 필요합니다.

 

 

Socket

• 통신하기 위한 창구(출구)로 Port를 이용해 서로 다른 프로세스끼리 통신을 가능하게 하는데, 프로세스의 위치에 제약받지 않습니다.
• 같은 컴퓨터 내 프로세스는 물론, 다른 컴퓨터의 프로세스와도 통신을 할 수 있습니다.

 

참고

https://forum.huawei.com/enterprise/en/shared-memory/thread/575394-891

https://www.ques10.com/p/20932/explain-desirable-features-of-good-message-passi-1/  

https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=akj61300&logNo=80130589983      

Young Geun Kim | Operating Systems 수업