프로세스와 컴파일 과정, 프로세스의 상태

프로세스

프로세스: 컴퓨터에서 실행되고 있는 프로그램, CPU 스케줄링의 대상이 되는 작업(task)

스레드: 프로세스 내 작업의 흐름

프로그램이 메모리에 올라감 -> 인스턴스화 -> OS 스케줄러에 따라 CPU가 프로세스 실행

프로세스와 컴파일 과정

프로세스: 프로그램으로부터 인스턴스화된 것

ex) exe 확장자를 가진 프로그램을 실행하면 프로세스가 된다.

 

또한 프로그램은 컴파일러가 컴파일하여 컴퓨터가 이해하는 기계어로 번역되는 파일이 되는 것을 의미한다.

C 언어 기반의 프로그램은 컴파일을 거쳐야 하지만 파이썬 같은 인터프리터 언어는 컴파일 과정 필요 없이 한줄씩 읽어서 실행한다.

 

-전처리

코드에서 주석을 제거하고 #include 같은 헤더 파일을 병합해 매크로를 치환한다.

 

-컴파일러

오류 처리, 코드 최적화를 하고 어셈블리어로 변환한다.

 

-어셈블러

어셈블리어는 목적 코드(object code)로 변환된다.

 

-링커

프로그램 내에 있는 라이브러리/파일들과 목적 코드를 결합해서 실행 파일을 만든다. 실행 파일은 .exe/.out 확장자를 가진다.

 

정적/동적 라이브러리

-정적 라이브러리

프로그램을 빌드하면 라이브러리가 제공하는 모든 코드를 실행 파일에 넣는다. 시스템 환경 등 외부 의존도가 낮지만 코드 중복 등 메모리 효율성은 떨어진다.

 

-동적 라이브러리

프로그램 실행 시 필요할 때만 DLL이란 함수를 통해 참조하는 방식이다. 메모리 효율성은 좋아지지만 외부 의존도가 높아진다.

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프로세스의 상태

생성 상태(create)

생성 상태는 프로세스가 생성된 상태를 의미한다. fork() 혹은 exec() 함수를 통해 생성되고 이때 PCB가 할당된다.

 

-fork()

fork()는 부모 프로세스의 주소 공간을 그대로 복사해 자식 프로세스를 생성하는 함수이다.

주소 공간만 복사하고 부모 프로세스의 비동기 작업은 상속하지 않는다.

 

-exec()

exec()는 새롭게 프로세스를 생성하는 함수이다.

대기 상태(ready)

대기 상태는 메모리 공간이 여유로우면 할당 받고 아니면 대기한다. CPU 스케줄러로부터 CPU 소유권이 넘어오기 기다리는 상태이다.

대기 중단 상태(ready suspended)

대기 중단 상태는 메모리 부족으로 일시 중단된 상태이다.

실행 상태(running)

실행 상태는 CPU 소유권과 메모리를 할당 받고 인스트럭션을 수행 중인 상태이다. CPU burst가 일어났다고도 한다.

중단 상태(blocked)

중단 상태는 이벤트가 발생하고 기다리며 프로세스가 차단된 상태이다. I/O 디바이스로 인터럽트가 일어나면 발생하기도 한다. 

ex) 프린트를 하는데 잠시 프로세스가 멈춘 것 같은 상태

일시 중단 상태(blocked suspended)

일시 중단 상태는 대기 중단과 유사하다. 중단되고 다시 실행되려고 했지만 메모리가 부족해서 일시 중단된 상태이다.

종료 상태(terminated)

종료 상태는 메모리, CPU 소유권을 모두 놓고 가는 상태이다. 종료에는 자연스러운 종료, 부모 프로세스가 자식 프로세스를 강제 종료시키는 비자발적 종료(abort)가 있다.

 

-비자발적 종료가 발생하는 경우

1. 자식 프로세스가 할당된 자원의 한계치를 넘을 때

2. 사용자가 process.kill 등 명령어로 프로세스를 종료할 때