IPC 간단 정리

IPC는 OS에서 서로 다른 프로세스들이 데이터를 교환하고 통신할 수 있게 해주는 메커니즘이다.

프로세스들은 IPC를 통해 공유 데이터를 안전하고 효율적으로 관리할 수 있다.

클라이언트가 요청하고 서버가 응답하는 방식도 IPC의 대표적인 예시이다.

프로세스가 메모리를 공유하는 방법은 여러가지가 있겠지만, 2가지를 간단하게 다룬다.

1. message passing

OS는 공유버퍼와 같은 통신 채널을 설정하고 process는 해당 buffer에 메시지를 쓰거나 전송해서 채널과 상호작용 한다.

또한 프로세스는 공유 통신 채널에서 메시지를 읽거나 받을 수 있다.

이 방식의 장점은 채널을 OS에서 관리하기 때문에 데이터 전달이 커널을 통해 이루어져 안전성이 확보된다.

단점은 오버헤드가 크다. 전달하려는 프로세스의 정보(데이터)를 OS 커널 메모리에 있는 채널로 복사해야 한다.

대표적으로 pipe, sokcet, message queue 등의 방법이 존재하고 kafka도 여기에 해당한다.

2. 공유 메모리(Shared Memory)

이것이 동작하는 방식은 OS가 메모리 채널을 설정 후, 두 프로세스의 주소 공간에 mapping하는 것이다.

그러면 프로세스는 가상 주소 공간의 일부인 임의의 메모리 위치에 직접 읽고 쓸 수 있다.

OS는 관여하지 않는것이 장점이다. 프로세스가 통신하는 동안 OS의 오버헤드가 발생하지 않는다.

단점은 오류가 발생하기 쉽고 개발자는 공유 메모리 영역을 올바른 방식으로 사용하기 위해 코드를 구현해야 한다.

두 방식의 차이

a는 메시지 패싱, b는 공유 메모리이다.

1. 통신 방식

   1. OS 커널을 통해 데이터를 복사 전달하고 메시지를 주고 받는 방식

   2. 프로세스들이 동일한 메모리 영역을 공유하며, 직접 메모리 영역에 읽기/쓰기

2. 성능

   1. 커널을 거치는 과정에서 데이터 복사로 인한 오버헤드 등으로 상대적으로 느림

   2. 커널 개입 없이 직접 메모리에 접근하여 속도가 빠르다.

3. 동기화

   1. OS의 기본적인 동기화 메커니즘을 사용하고 동기화 문제가 덜 발생

   2. 여러 프로세스가 동시에 공유 메모리에 접근할 수 있는 멀티 프로그래밍 환경이기 때문에 동기화 문제를 해결해야 한다.

두 방식 모두 장단점이 있으며, 상황에 따라 적절한 방식을 선택하는 것이 중요하다. 메시지 전달은 안전성이 높지만 속도가 느리고, 공유 메모리는 속도가 빠르지만 동기화 문제를 해결해야 한다.