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      • Item 3. Ensure Singleton with Private Constructor or Enum Type
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      • Item 5. Prefer Dependency Injection to Hardwiring Resources
      • Item 6. Avoid Creating Unnecessary Objects
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      • Item 8. Avoid Finalizers and Cleaners
      • Item 9.Prefer try-with-resources to try-finally
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        • Always Override toString
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      • Item14. Consider Implementing Comparable
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  • 3.3.5 멀티프로세싱
  • 웹 브라우저의 멀티프로세스 구조
  • IPC(Inter-Process Communication)
  • 공유 메모리(Shared Memory)
  • 파일
  • 소켓(Socket)
  • 파이프(Pipe)
  • 메시지 큐(Message Queue)
  • 결론
  1. Books
  2. CS Note for Interview
  3. Ch3. Operating System

3.3.5 Multiprocessing

멀티프로세싱

3.3.5 멀티프로세싱

멀티프로세싱은 여러 개의 '프로세스', 즉 멀티프로세스를 통해 동시에 두 가지 이상의 일을 수행할 수 있는 것을 말합니다. 이를 통해 하나 이상의 일을 병렬로 처리할 수 있으며 특정 프로세스의 메모리, 프로세스 중 일부에 문제가 발생하더라도 다른 프로세스를 이용해서 처리할 수 있으므로 신뢰성이 높다는 장점이 있습니다. 멀티프로세싱은 하드웨어와 소프트웨어 양쪽 모두에서 중요한 개념입니다.

웹 브라우저의 멀티프로세스 구조

웹 브라우저는 멀티프로세스 구조를 가지고 있으며, 다음과 같은 여러 프로세스를 포함합니다:

  • 브라우저 프로세스: 주소 표시줄, 북마크 막대, 뒤로 가기 버튼, 앞으로 가기 버튼 등의 브라우저 UI 요소와 네트워크 요청, 파일 접근 권한 등을 관리합니다.

  • 렌더러 프로세스: 웹 페이지의 콘텐츠를 그리는 역할을 하며, 각 탭마다 별도의 렌더러 프로세스를 사용합니다.

  • 플러그인 프로세스: 플러그인을 제어하며, 웹 사이트에서 사용하는 플러그인 콘텐츠를 관리합니다.

  • GPU 프로세스: GPU를 사용하여 그래픽 작업을 처리합니다.

이와 같은 구조를 통해 웹 브라우저는 안정성과 성능을 향상시키며, 하나의 프로세스에 문제가 발생해도 다른 프로세스에 영향을 주지 않습니다.

IPC(Inter-Process Communication)

멀티프로세스 환경에서는 프로세스 간의 데이터 교환을 위한 통신 기법이 필요합니다. 이를 IPC(Inter-Process Communication)라고 하며, 프로세스 간의 데이터를 주고받고 공유 메모리를 관리하는 역할을 합니다. IPC의 주요 방법에는 다음과 같은 것들이 있습니다:

공유 메모리(Shared Memory)

공유 메모리는 여러 프로세스가 동일한 메모리 블록에 접근하여 데이터를 주고받을 수 있도록 합니다. 이를 통해 프로세스 간의 통신이 빠르게 이루어지며, 큰 데이터를 효율적으로 교환할 수 있습니다. 그러나 공유 메모리를 사용할 때는 동기화 문제를 주의해야 합니다.

  • 장점: 빠른 데이터 접근과 큰 데이터 교환에 유리합니다.

  • 단점: 동기화 문제와 메모리 관리의 복잡성이 있습니다.

파일

파일은 프로세스 간에 데이터를 교환하는 또 다른 방법입니다. 프로세스는 파일 시스템을 통해 데이터를 읽고 쓸 수 있으며, 이를 통해 통신합니다. 파일 기반 통신은 영구 저장이 필요할 때 유용합니다.

  • 장점: 영구적인 데이터 저장이 가능하며, 단순한 통신 방법입니다.

  • 단점: 파일 입출력의 속도가 느리고, 디스크 공간을 필요로 합니다.

소켓(Socket)

소켓은 네트워크를 통해 프로세스 간의 통신을 가능하게 하는 방법입니다. 소켓을 사용하면 네트워크를 통해 데이터를 주고받을 수 있으며, 이는 분산 시스템에서 유용합니다.

  • 장점: 원격 프로세스 간의 통신이 가능하며, 네트워크 기반 애플리케이션에 적합합니다.

  • 단점: 네트워크 지연과 보안 문제가 있을 수 있습니다.

파이프(Pipe)

파이프는 프로세스 간의 통신을 위한 일종의 FIFO(First In, First Out) 버퍼입니다. 파이프는 주로 부모-자식 프로세스 간의 통신에 사용되며, 단방향 통신을 지원합니다. 명명된 파이프(named pipe)는 여러 프로세스 간의 통신을 가능하게 합니다.

  • 장점: 간단한 통신 방법이며, 운영체제에서 직접 지원합니다.

  • 단점: 단방향 통신만 가능하며, 범용성이 떨어집니다.

메시지 큐(Message Queue)

메시지 큐는 프로세스 간의 메시지를 저장하고 전달하는 자료구조입니다. 이를 통해 프로세스 간의 비동기 통신이 가능하며, 우선순위 기반 메시지 전달이 가능합니다.

  • 장점: 비동기 통신이 가능하며, 우선순위 메시지 전달이 가능합니다.

  • 단점: 설정 및 관리가 복잡할 수 있습니다.

결론

멀티프로세싱은 여러 프로세스를 통해 동시에 여러 작업을 처리할 수 있는 강력한 기법입니다. 웹 브라우저의 멀티프로세스 구조는 이를 잘 보여주며, 안정성과 성능을 크게 향상시킵니다. 또한, IPC를 통해 프로세스 간의 데이터를 효율적으로 교환할 수 있습니다. 이러한 멀티프로세싱의 원리를 이해하면, 복잡한 시스템에서 안정적이고 효율적인 프로그램을 설계할 수 있습니다.

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