프로세스간 통신이 왜 필요할까?
성능을 높이기 위해서는 여러 프로세스를 만들어서 동시에 실행할 필요가 있다. 이때 프로세스간 상태 확인 및 데이터 송수신이 필요하다.
IPC(Inter Process Communication)
멀티프로세스는 IPC가 가능하며 IPC는 프로세스끼리 데이터를 주고 받고 공유데이터를 관리하는 메커니즘을 말한다.
예를들면, 클라이언트가 데이터를 요청하고 서버는 클라이언트 요청에 응답하는 것도 IPC의 예이다.
IPC의 종류로는 file, Message Queue, Shared Memory, Pipe, Signal, Semaphore등 다양한 IPC 기법이 존재한다. 이들은 모두 메모리가 완전히 공유되는 스레드보다는 속도가 떨어진다.
대부분의 IPC기법은 커널 공간에 메모리 공간을 만들고, 해당 공간을 변수처럼 사용해서 프로세스간 통신하는 방식을 말한다. 각 방식의 특징을 알아보자.
Shared Memory
Shared Memory는 여러 프로세스가 동일한 메모리 블록에 대한 접근 권한이 부여되어 프로세스가 서로 통신할 수 있도록 공유 버퍼를 생성하는 것을 말한다.
기본적으로는 각 프로세스의 메모리를 다른 프로세스가 접근할 수 없지만 Shared Memory를 통해 여러 프로세스가 하나의 메모리를 공유할 수 있다. IPC 방식 중 어떠한 매개체를 통해 데이터를 주고 받는 것이 아닌 메모리 자체를 공유하기 때문에 불필요한 데이터 복사의 오버헤드가 발생하지 않아 가장 빠르며 같은 메모리 영역을 여러 프로세스가 공유하기 때문에 동기화가 필요하다.
file
file은 디스크에 저장된 데이터 또는 파일 서버에서 제고오딘 데이터를 말하며 이를 기반으로 프로세스간 통신을 한다.
unamed pipe(익명 파이프)
unamed pipe는 프로세스간에 FIFO 방식으로 읽히는 임시 공간인 파이프를 기반으로 데이터를 주고 받으며, 단방향 방식의 읽기 전용, 쓰기 전용 파이프를 만들어서 작동하는 방식을 말한다.
named pipe (명명된 파이프)
명명된 파이프는 파이프 서버와 하낭 이상의 파이프 클라이언트 간의 통신을 위한 명명된 단방향 또는 이중 파이프를 말한다. 클라이언트/서버 통신을 위한 별도의 파이프를 제공하며 여러 파이프를 동시에 사용할 수 있다. 또한, 컴퓨터의 프로세스간, 다른 네트워크 상의 컴퓨터와도 통신할 수 있다. 보통 서버용 파이프와 클라이언트용 파이프를 구분해서 작동하며 하나의 인스턴스를 열거나 여러개의 인스턴스를 기반을 통신한다.
Message Queue
Message Queue는 메시지를 큐 데이터 구조 형태로 관리하는 것을 의미한다. 이는 커널 전역변수 형태 등 커널에서 전역적으로 관리되며 다른 IPC 방식에 비해서 사용 방법이 매우 직관적이며 간단하다.
