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5. 프로세스의 생성 사용 및 소멸 (Creating, Using, and Destroying a Process)
프로세스를 코드상에서 생성하는것과 소멸 시키는것은 그렇게 어려운 일이 아닙니다. 먼저 한개의 어플은 한개의 패런트 프로세스로 시작을 하게된다고 여기시면 되요. 바로 main()자체가 패런트 프로세스를 생성시키죠. 그리고 나서 main()내부에서 차일드 프로세스는 바야흐로 탄생하게 됩니다. 이때 차일드 프로세스는 fork()라는 단 한개의 콜로 생성이 되고 각 프로세스(패런트도 포함)를 소멸시키는 콜은 바로 exit()입니다. 무지 심플하죠? 그런데 각 프로세스를 관리하면서 부터 일이 꼬이기 시작합니다. 일단 한번 다음의 코드를 보시고 결과가 어떻게 나올지 나름대로 생각해 보시길.
main()
{
printf("hello world\n");
fork();
printf("goodbye world\n");
}
익히보던 헬로우월드이죠? 단지 유닉스 버전이라는 사실만 다를뿐. 결과는 다음과 같습니다.
hello world goodbye world goodbye world 그렇습니다. 차일드 프로세스가 fork()다음 부터 존재하므로 패런트와 차일드가 각각 goodbye world를 화면에 프린트 하게 되지요. 다음 코드를 또 봐주시길. 이번엔 좀 복잡해보이니 꼼꼼하게 살펴보셔요.
main()
{
pid_t pid;
if((pid = fork()) == 0)
printf("I am a child process\n");
else
printf("I am a parent process\n");
}
결과는 여러분도 예상했다싶이
I am a child process I am a parent process 입니다. 자, 여기서 우리는 fork()라는 함수가 뭔가 신비한 리턴값을 가지고 있다는 사실을 예감할수 있는데, fork()의 정체를 훌러덩 벗겨봅시다. 먼저 pid_t는 process id type입니다. 이 타입은 integer와도 서로 컨버전이 되는데, 어떤 정수 값이죠. 그럼 프로세스 아이디란(앞으로 pid라고 칭하지요) 무엇인가? 바로 프로세스의 이름표입니다. 한 시스템 내부에 존재하는 모든 프로세스들은 각자 고유한 프로세스 아이디를 가지고 있죠. 몇가지는 시스템이 커널차원에서 고정값으로 쥐고 있지만 대부분 일정한 규칙(랜덤한것도 하나의 규칙이 될수 있겠지요)을 가지고 프로세스 생성시 부여가 됩니다. 그렇다면, fork()는 차일드 프로세스를 생성시킨뒤 과연 무엇을 리턴하는가? 차일드 프로세스에게는 0 을 리턴하고, 패런트 프로세스에게는 차일드의 pid를 리턴해주는 변태 이중인격자였습니다. 다시한번 위의 코드를 보셔요. 차일드만이 if내부를 실행하게 되있고, if문은 또한 상호 배타적 구조이므로 각각 한번씩만 스크린에 프린트하게 되겠죠? 아, 그리고 만일 어떤 이유에 의해 차일드 프로세스 생성에 실패를 하게되면 -1값을 리턴해주게 됩니다. 매킨토시 툴박스도 잘 보면 수많은 툴박스 루틴들의 리턴값이 err 타입으로 되어있죠? 바로 그때그때 어떠한 연유로 에러가 발생했는지를 찝어내는 것은 디버깅할때 정말로 유용한 테크닉이기 때문입니다. 또 재미있는 사실은 일반적으로 여러개의 차일드 프로세스를 생성시킬때는 for루프를 이용해서 생성시켜준다는 것이죠. 그때마다 생성되는 pid를 보통 pid[i]와 같은 배열에 담아서 나중에 필요할때마다 조건문과 pid[i]를 이용하여 차일드를 통제하는 테크닉을 쓰게 되는 것이죠. 코드의 귀퉁이에다가 getpid()라는 함수를 붙여줌으로써 현재 도데체 어떤놈의 pid가 씨피유를 점하고 있는지를 판별하기도 해요. 그동안 그냥 시작에서 끝으로 가는 sequential programming 위주로 코딩을 하던 제게는 이렇게 여러개의 프로세스들이 공존하며 순간순간 씨피유를 점유하는 concurrent programming에 적응하는데 꽤 시간이 걸리더군요. 피보노치 수열 다들 아시죠? 1, 1, 2, 3, 5, 8...이렇게 진행되는 수열입니다. n+1번째 값은 n-1번째와 n번째 값의 합이 되도록 만드는 수열이죠. 이것을 홀수번은 차일드 프로세스가, 짝수번은 패런트 프로세스가 생성하는 프로그래밍 숙제가 제 웹페이지에 있는 Assignment#1입니다. 여기서 주지하실점은, 일단 아직은 프로세스들 간의 통신은 다루고 있지 않기때문에 각각 똑같은 피보노치값 생성 함수를 호출 하면서 하나는 홀수값만을, 하나는 짝수값만을 일정한 시간가격으로 프린트해주는 방법을 사용합니다. 일정한 시간의 아귀가 맞지 않으면 2다음에 3대신 5나 1이 나올수도 있는데, 이러한 아귀를 맞추기 위하여 사용되는 함수가 sleep()이라는 콜이고, 이렇게 아귀를 맞추는 과정을 일반적으로 동기화 내지 싱크(sychronization)이라고 하지요. 싱크는 매우 중요한 주제로 앞으로 다시 등장할테니 걱정마셔요. 일반적으로 그럼 차일드 프로세스는 어떠한 용도로 사용이 될까 무척 궁금하지 않으신가요? 뭐 저따위 일하는데 차일드 백개 복잡하게 써서 얻는 이득도 없잖애요. 하지만 아주 강력한 콜한개가 차일드 프로세스에 날개를 달아주게 되지요. 바로 exec**()콜입니다. **에는 c, p, l, v이렇게 네글자가 한싸으로 조합이 되서 사용이 되는데 이는 넘겨주는 매개변수의 형태에 따라 달라집니다. 그냥 간단하게 exec콜은 지정한 디렉터리 안에있는 바이너리를 차일드 프로세스의 몸통과 합체를 시켜버리는 엽기적인 행각을 벌이게 되지요. 즉, 하나의 프로그램내부에서 다른 프로그램을 차일드 프로세스화 시켜서 돌려버리는 겁니다. 역시 유닉스입니다요. 또하나의 중요한 용도는 서버를 구축할때 이 개념이 그렇게 유용할 수 가 없습니다. 한 서버에는 여러개의 클라이언트들이 떼거지로 몰려서 뭔가를 동시에 요구할때에 바로 각 클라이언트들마다 차일드 프로세스한개씩을 물려주는것이죠. 차일드 프로세스들은 패런트 프로세스 내부에 몇개든지 동시에 존재하기 때문에 독립적으로 동일한 차일드 프로세스들의 업무를 수행해주게 됩니다. 패런트 프로세스와 차일드 프로세스는 이렇듯 멀티프로그래밍이라는 분야에서는 참으로 중요한 컨셉을 지니고 있는 녀석들인데, 유닉스는 한가지 엄격한 룰을 가지고 있습니다. 미아는 절대로 방치 않한다라는 정책이죠. 미아가 보이는 즉시 다 숙청해 버립니다. 다시말해 어떠한 이유든간에 패런트 프로세스가 종료될때에는 해당 패런트 프로세스가 생성한 차일드 프로세스들까지 삼족을 멸해버리거나, 패런트 자체가 비정상적으로 종료가 되서 떠돌아다니는 차일드 프로세스들을 만날시에는 가차없이 종료시켜 버리는 것이죠. 이 조치는 결국 오에스 내부에 정체모를 프로세스들로 가득 차버리는 사태를 미연에 방지하기 위함입니다. 유닉스,,,참 무서운 오에스이죠? 역시 매킨토시를 다루던 사람들이 다가가기에는 여러모로 껄쩍지근한 구석이 많은 오에스임은 틀림이 없습니다. :) 하지만 알고보면 매킨토시도 내부적으로는 수많은 프로세스들이 비슷한 과정을 격고 있을겁니다. 단지 그러한 면을 그동안 우리가 접할 기회가 없었을 뿐이지요. 다음장에서는 씨피유 스케줄링 알고리즘을 논해볼까 합니다. 바로 숏텀 스케줄링이지요. 그럼 그때까지 모두 건강한 프로세스들로 생존 하시길. -duffer 경준 (http://vorlon.cwru.edu/~kxm73)
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