Linux 프로세스 간 통신을 위한 6가지 방법

프로세스의 개념

프로세스는 운영체제의 개념입니다. 프로그램을 실행할 때마다 운영체제에 대한 프로세스가 생성됩니다. 이 과정에서 리소스가 할당되고 해제됩니다. 프로세스는 프로그램의 실행으로 생각할 수 있습니다.

프로세스 커뮤니케이션의 개념

프로세스 사용자 공간은 서로 독립적이며 일반적으로 서로 액세스할 수 없습니다. 그러나 많은 경우 프로세스는 시스템의 특정 기능을 완료하기 위해 서로 통신해야 합니다. 프로세스는 커널 및 기타 프로세스와 통신하여 동작을 조정합니다.

프로세스 통신의 응용 시나리오

데이터 전송: 하나의 프로세스는 데이터를 다른 프로세스로 보내야 하며, 전송되는 데이터의 양은 1바이트에서 수 메가바이트에 이릅니다.

공유 데이터: 여러 프로세스가 공유 데이터를 운영하려고 합니다. 한 프로세스가 공유 데이터를 수정하면 다른 프로세스가 즉시 이를 볼 수 있어야 합니다.

알림 이벤트: 프로세스는 특정 이벤트가 발생했음을 알리기 위해 다른 프로세스나 프로세스 그룹에 메시지를 보내야 합니다(예: 프로세스 종료 시 상위 프로세스에 알림).

리소스 공유: 여러 프로세스 간에 동일한 리소스를 공유합니다. 이를 위해 커널은 잠금 및 동기화 메커니즘을 제공해야 합니다.

프로세스 제어: 일부 프로세스는 다른 프로세스(예: 디버그 프로세스)의 실행을 완전히 제어하려고 합니다. 이때 제어 프로세스는 다른 프로세스의 모든 트랩과 예외를 차단하고 시간에 따른 상태 변화를 알 수 있기를 원합니다.

프로세스 통신 방법

1. 파이프라인

파이프는 명명된 파이프와 명명되지 않은 파이프로 구분됩니다

이름 없는 파이프는 반이중 통신 방법입니다. 데이터는 한 방향으로만 흐를 수 있으며 친화력이 있는 프로세스 간에만 사용할 수 있습니다. 프로세스의 친화력은 일반적으로 상위-하위 관계를 나타냅니다. 무지 파이프는 일반적으로 서로 다른 두 프로세스 간의 통신에 사용됩니다. 프로세스가 파이프를 생성하고 자체 하위 프로세스를 생성하기 위해 포크를 호출하면 상위 프로세스는 읽기 파이프 끝을 닫고 하위 프로세스는 쓰기 파이프 끝을 닫습니다. 이는 두 프로세스 간에 데이터가 흐르는 방법을 제공합니다.

유명한 파이프도 반이중 통신 방식이지만 관련 없는 프로세스 간의 통신이 가능합니다.

2.세마포어

세마포어는 공유 리소스에 대한 여러 스레드의 액세스를 제어하는 ​​데 사용할 수 있는 카운터입니다. 대량의 데이터를 교환하는 데 사용되지 않지만 여러 스레드 간의 동기화를 방지하기 위해 잠금 메커니즘으로 자주 사용됩니다. 프로세스에서 리소스에 액세스하면 다른 프로세스도 해당 리소스에 액세스하므로 주로 프로세스 간 및 동일한 프로세스 내의 다른 스레드 간 동기화 수단으로 사용됩니다.

Linux는 신호를 작동하기 위해 잘 설계된 세마포어 인터페이스 세트를 제공합니다. 이러한 기능은 아래에서 소개되지만 이러한 기능은 그룹 신호를 작동하는 데 사용됩니다. 헤더 파일 sys/sem.h에 선언되어 있습니다.

semget 기능

이 기능은 새 세마포어를 생성하거나 기존 세마포어를 얻는 것입니다

세모 기능

그 기능은 세마포어의 값을 변경하는 것입니다

semctl 함수

이 기능은 세마포어 정보를 직접 제어하는 ​​데 사용됩니다

3. 시그널

신호는 이벤트가 발생했음을 수신 프로세스에 알리는 데 사용되는 비교적 복잡한 통신 방법입니다.

4. 메시지 대기열

メッセージキューは、カーネルに保存され、メッセージキュー識別子によって識別されるメッセージのリンクされたリストであり、信号送信情報が少なく、パイプラインがフォーマットされていないバイトストリームのみを伝送でき、バッファーが限られているという特性を克服します。メッセージ キューは、UNIX で異なるプロセス間でリソースを共有するためのメカニズムです。UNIX では、メッセージ キューの操作権限を持つプロセスが、msget を使用して、フォーマットされたデータ ストリームを任意のプロセスに送信できます。メッセージ キュー メッセージ タイプを使用することで、プロセスはメッセージを任意の順序で読み取ったり、メッセージに優先順位を付けたりできます。

5. 共有メモリ

共有メモリは、他のプロセスがアクセスできるメモリのセクションをマップすることです。この共有メモリは 1 つのプロセスによって作成されますが、複数のプロセスによってアクセスできます。共有メモリは最も高速な IPC (プロセス間通信) 方式です。プロセス間通信は、他のプロセスを対象としており、動作効率が低いように特別に設計されており、プロセス間の同期と通信を実現するために、セマフォなどの他の通信メカニズムと組み合わせて使用​​されることがよくあります。

6. ソケット ソケット、つまりソケットは通信メカニズムです。このメカニズムを使用すると、クライアント/サーバー (つまり、通信するためのプロセス) システムの開発をローカルの単一マシン上またはネットワーク経由で実行できます。つまり、同じコンピュータ上になくても、ネットワークを介して接続されているコンピュータ上のプロセスが通信できるようになります。このため、ソケットはクライアントとサーバーを明確に区別します。

ソケットの特性は、ドメイン、タイプ、プロトコルの 3 つの属性によって決まります。

異なるプロセス間やプロセス間の通信に使用可能

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