프로세스 생명주기와 스케줄링

// I/O 바운드 프로세스의 전형적인 패턴 while ((line = read_from_file()) != NULL) { process_line(line); // 짧은 CPU 사용 write_to_output(result); // 다시 I/O 대기 } // CPU 바운드 프로세스의 전형적인 패턴 for (int i = 0; i < 1000000000; i++) { result += complex_calculation(i); // 긴 CPU 사용 }

#include <sys/types.h> #include <stdio.h> #include <unistd.h> int main() { pid_t pid; /* 새 프로세스를 생성한다 (fork) */ pid = fork(); if (pid < 0) { /* 오류가 발생했음 */ fprintf(stderr, "Fork Failed"); return 1; } else if (pid == 0) { /* 자식 프로세스 */ execlp("/bin/ls", "ls", NULL); } else { /* 부모 프로세스 */ /* 부모가 자식이 완료되기를 기다릴 것임 */ wait(NULL); printf("Child Complete"); } return 0; }

// 다양한 exec() 함수들 execl("/bin/ls", "ls", "-l", NULL); // 인자 리스트 execv("/bin/ls", args_array); // 인자 배열 execlp("ls", "ls", "-l", NULL); // PATH 검색 execvp("ls", args_array); // PATH 검색 + 배열

#include <stdio.h> #include <windows.h> int main(VOID) { STARTUPINFO si; PROCESS_INFORMATION pi; /* 메모리 할당 */ ZeroMemory(&si, sizeof(si)); si.cb = sizeof(si); ZeroMemory(&pi, sizeof(pi)); /* 자식 프로세스 생성 */ if (!CreateProcess( NULL, /* 명령어 라인 사용 */ "C:\\WINDOWS\\system32\\mspaint.exe", /* 명령어 라인 */ NULL, /* 프로세스를 상속하지 말 것 */ NULL, /* 스레드 핸들을 상속하지 말 것 */ FALSE, /* 핸들상속 디제이블 */ 0, /* 생성 플래그 없음 */ NULL, /* 부모 환경 블록 사용 */ NULL, /* 부모 디렉터리 사용 */ &si, &pi)) { fprintf(stderr, "Create Process Failed\n"); return -1; } /* 부모가 자식이 끝나기를 기다림 */ WaitForSingleObject(pi.hProcess, INFINITE); printf("Child Complete\n"); /* 핸들 닫기 */ CloseHandle(pi.hProcess); CloseHandle(pi.hThread); }

# 좀비 프로세스 확인 $ ps aux | grep Z user 1234 0.0 0.0 0 0 ? Z 10:30 0:00 [program] <defunct>

#include <sys/wait.h> // 동기적 실행 패턴 pid_t pid = fork(); if (pid == 0) { // 자식: 시간이 오래 걸리는 작업 execl("/usr/bin/sort", "sort", "large_file.txt", NULL); } else { // 부모: 자식 완료까지 대기 int status; wait(&status); if (WIFEXITED(status)) { printf("정렬 완료, 종료 코드: %d\n", WEXITSTATUS(status)); } printf("다음 작업 진행\n"); } // 비동기적 실행 패턴 pid_t pid = fork(); if (pid == 0) { // 자식: 백그라운드 작업 sleep(10); exit(42); } else { // 부모: 즉시 다른 작업 수행 printf("부모가 다른 작업을 계속 수행\n"); perform_other_tasks(); // 나중에 정리 (좀비 방지) int status; waitpid(pid, &status, 0); }

// 고아 프로세스 생성 예시 int main() { pid_t pid = fork(); if (pid == 0) { // 자식: 부모보다 오래 생존 sleep(15); printf("자식: 부모 PID = %d\n", getppid()); // 1 (init)이 됨 } else { // 부모: 자식을 고아로 만들고 종료 printf("부모: 자식 PID = %d\n", pid); exit(0); // wait() 호출 없이 종료 } return 0; }

systemd (PID 1) ├── 시스템 서비스들 ├── 사용자 세션 │ ├── login shell │ │ ├── 사용자가 실행한 프로그램들 │ │ └── 각 프로그램의 자식 프로세스들 │ └── 데스크톱 환경 프로세스들 └── 하드웨어 관리 데몬들

# 프로세스 우선순위 조정 nice -n 10 ./cpu_intensive_program # 낮은 우선순위로 실행 renice -5 -p 1234 # 실행 중인 프로세스 우선순위 변경 # CPU 친화성 설정 taskset -c 0,1 ./parallel_program # 특정 CPU 코어에 바인딩