Processes executing concurrently

1. A process is independent
   • does not share data
2. A process is cooperating
   • can affect or be affected by the other process
   • shares data with other processes

IPC(Inter-Process Communication)

• Cooperating processes require IPC mechanism
  • that will allow them to exchange data
  • send data and receive data from each other
• Two fundamental models of IPC:
  • shared memory(공유 메모리)
  • message passing(메시지 전달)

(a) Shared memory (b) Message Passing

Producer-Consumer Problem

• A producer produces information that is consumed by as consumer.

  ex) web server produces an HTML file, and browser consumes it.

→ A solution using shared-memory(Producer, Consumer가 공유):

• to allow producer and consumer to run concurrently

• Let a buffer of items be available (버퍼를 이용하자)

  • Producer : fill the buffer
  • Consumer : empty the buffer

• 하지만, 공유 메모리에 접근하고 조작하기 위한 코드는 프로그래머에 의해 명시적으로 작성된다.

→ Message-Passing을 이용하자

• O/S는 메시지 전달을 통해 소통할 수 있는 수단을 제공한다.

  (프로그래머가 코드를 작성하지 않아도 된다.)

  • Producer : send(message)
  • Consumer : receive(message)

Communication Links(Message-Passing)

• direct or indirect communication

  1. Direct

     • each process that wants to communicate

       • must explicitly name the recipient or sender of communication (수신자, 송신자의 이름 명확)

       send(P, message) : P 에게 메시지를 보낸다.

       receive(Q, message) : Q에게 메시지를 받는다.

     → Communication Link가 automatically하게 생성

     → 한 쌍의 프로세스에 정확히 하나의 링크 존재

  2. Indirect

     • messages are sent to and received from mailboxes or ports.

       • A mailbox (ports)
         • 추상적인 객체
         • 메시지가 놓여지거나, 제거되는 장

       send(A, message) : mailbox A에 메시지를 보낸다.

       receive(A, message): mailbox A에서 메시지를 받는다.

     → Communication Link가 “2개 이상”의 프로세스가 mailbox를 이용해야 생성된다

     → “2개 이상”의 프로세스에 하나의 공유 객체 mailbox 존재

     → 수 많은 링크 존재 (여러 개의 mailbox 이용 가능)

     ※ O/S provides a mechanism that allows a process to do:

     1. Create new mailbox
     2. Send and Receive messages through the mailbox
     3. Delete a mailbox

• Different design options for implementation

  • Blocking or Non-Blocking : Synchronous or asynchronous

    • Blocking send : the sender is blocked until the message is received.
    • Blocking receive : the receiver blocks until a message is available.

    → mailbox의 용량 1MB / P가 1GB크기의 파일 send

    : Q가 1GB의 파일을 다 받을 때 까지 P는 send, wait 반복

    (파일을 다 보낸 후 요금 부과 가능 ⇒ 동기적)

    • Non-Blocking send : the sender sends the message and continue.
    • Non-Blocking receive : the receiver retrieves either a valid message or a null message.

    → mailbox의 용량 1MB / P가 1GB크기의 파일 send

    : P ⇒ 파일 보내기, 다른 행동 반복

    Q ⇒ 정상적인 메시지, null 메시지 수신 반복

    (Q가 파일을 다 수신하기 전에 종료 할 수 있음. But 요금이 부과되면 안됨 ⇒ 비동기적)