Ch 11. 내용 확인문제

    모든 내용은 [윤성우 저, "열혈강의 TCP/IP 소켓 프로그래밍", 오렌지미디어] 를 기반으로 제 나름대로 이해하여 정리한 것입니다. 다소 부정확한 내용이 있을수도 있으니 이를 유념하고 봐주세요!

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01. 프로세스간 통신이 의미하는 바는 무엇인가? 이를 개념적으로, 그리고 메모리의 관점에서 각각 설명해보자

 

# 프로세스간 통신의 기본 이해

- IPC가 가능하다는 것은 서로 다른 두 프로세스가 데이터를 주고받을 수 있다는 의미
- IPC가 가능하기 위해서는 두 프로세스가 동시에 접근 가능한 메모리 공간이 있어야 함

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02. 프로세스간 통신에는 IPC라는 별도의 메커니즘이 요구된다. 그리고 이는 운영체제에 의해서 지원되는 별도의 기능이다. 그렇다면 프로세스간 통신에 있어서 이렇듯 운영체제의 도움이 필요한 이유는 무엇인가?

- 프로세스간 통신을 위해서는 공유되는 메모리가 필요하다. 그러나 본래 서로 다른 두 프로세스는 독립적으로 존재(메모리를 공유하지 않음)하기 때문에 운영체제의 도움이 필요하다. 따라서, 두 프로세스가 동시에 접근 가능한(공유하는) 메모리 영역을 운영체제가 제공해야 한다.

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03. 대표적인 IPC 기법으로 '파이프(pipe)'라는 것이 있다. 파이프의 IPC 기법과 관련해서 다음 질문에 답해보자

a. 파이프는 프로세스간에 데이터를 송수신하는 경로를 의미한다. 그렇다면 이 경로는 어떻게 해서 생성되며, 누구에 의해 만들어지는가?
=> 파이프는 pipe 함수의 호출에 의해서 생성되며, 이러한 기능은 운영체제가 제공한다.

b. 프로세스간 통신을 위해서는 통신의 주체가 되는 두 프로세스 모두 파이프에 접근이 가능해야 한다. 그렇다면 하나의 파이프에 두 프로세스는 어떻게 해서 모두 접근이 가능한가?

 

=> pipe 함수호출에 의해 파이프가 생성이 되면, 파이프에 데이터를 입출력 하기 위한 파일 디스크립터 두개가 반환된다. 바로 이 파일 디스크립터를 fork 함수 호출 시 자식 프로세스에게 복사해줘서 부모 프로세스와 자식 프로세스 모두 파이프에 접근할 수 있게 된다.

c. 파이프는 두 프로세스간에 양방향 통신이 가능하게 한다. 그렇다면 양방향 통신을 진행하는데 있어서 특히 주의해야 할 사항은 무엇인가?

 

- "파이프에 데이터가 전달되면, 먼저 가져가는 프로세스에게 이 데이터가 전달된다." 
- 즉, 파이프에 들어간 데이터는 주인이 따로 있는 것이 아니며, 먼저 가져간(읽어간) 프로세스가 임자

(혹여나 그 데이터가 자기자신이 전송한 데이터라도 먼저 읽어 들일 수 있음)
- 하나의 파이프만 이용하여 두 프로세스간에 양방향 통신을 하려면, 프로그램의 실행흐름을 예측하고 컨트롤해야 하는데 이는 시스템에 따라 다르기 때문에 사실상 불가능
=> 따라서 "파이프를 두 개를 생성"하여 프로세스간 양방향 통신을 하자.

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04. IPC 기법을 확인하는 차원에서, 두 프로세스 사이에서 총 3회에 걸쳐서 문자열을 한번씩 주고받는 예제를 작성해 보자. 물론 두 프로세스는 부모, 자식의 관계로 형성이 되며, 주고 받을 문자열의 종류는 프로그램상에서 여러분이 임의로 결정하길 바란다.

 

# pipe3.c 의 응용

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>

#define BUF_SIZE 30

int main(int argc, char* argv[])
{
    int fds1[2], fds2[2], i;
    char str1[]="Who are you?";
    char str2[]="Thank you for your message.";
    char str3[]="You're welcome!";
    char *str_ary[]={str1,str2,str3};
    char buf[BUF_SIZE];
    pid_t pid;

    pipe(fds1); pipe(fds2); // 두 개의 파이프 생성

    pid=fork(); // 자식 프로세스 생성
    if(pid==0) // 자식 프로세스의 경우
    {
        for(i=0;i<3;++i)
        {
            write(fds1[1],str_ary[i],strlen(str_ary[i])+1); // 1번 파이프를 통해 부모 프로세스에게 데이터 송신
            read(fds2[0],buf,BUF_SIZE); // 2번 파이프를 통해 부모 프로세스에게 데이터 수신
            printf("Child proc output: %s \n",buf);
        }
    }
    else // 부모 프로세스의 경우
    {
        for(i=0;i<3;++i)
        {
            read(fds1[0],buf,BUF_SIZE); // 1번 파이프를 통해 자식 프로세스에게 데이터 수신
            printf("Parent proc output: %s \n", buf);
            write(fds2[1],str_ary[i],strlen(str_ary[i])+1); // 2번 파이프를 통해 자식 프로세스에게 데이터 송신
        }
    }
    
    return 0;
}

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[출처] : 윤성우 저, "열혈강의 TCP/IP 소켓 프로그래밍", 오렌지미디어