Tech Interview - OS
기술 면접대비 - OS
program(=binary)
실행가능한 코드 or 파일
process vs thread
싱글 프로세스는 프로세스가 곧 스레드. 둘 다 cpu 스케쥴링 단위이며, 프로세스는 독립된 자원(메모리 등)을 갖고 스레드는 공유한다는 점이 차이
process
실행중인(memorymemory에 적재된) 프로그램
memory : text(code), data(전역/정적 변수), heap, stack, bss(초기화되지 않은 전역변수)
메모리에 적재된 바이너리 이미지와 가상화 된 메모리 인스턴스, 열린 파일 같은 커널 리소스, 관련된 사용자 정보와 같은 보안 정보와 하나 이상의 스레드를 포함
프로세스는 fork로 생성되어 execve로 실행 되며 exit로 종료하고 wait로 소멸
cow(copy-on-write)
fork()를 통해 프로세스를 생성하면 메모리의 복사를 수행하는데, 이 때 fork() 직 후에 모든 메모리를 복사하지 않고 실제 해당 메모리memory에 write작업 발생하는 경우에 복사를 수행하는 지연 최적화(lazy optimizatino)
fork() 이후 자식 프로세스가 새로운 바이너리를 실행하면 이전의 주소 공간은 불필요해지고 copy on write는 이런 경우를 최적화
orphaned vs zombie process
orpahaned(고아) process : 자식 프로세스가 종료하기 전에 부모 프로세스가 수행을 마친 경우의 자식 프로세스, 커널은 자식 프로세스를 찾아 init프로세스1의 자식이 되도록 설정
zombie(좀비) process : 종료했으나 부모 프로세스에서 종료코드를 읽어가지 않은(wait()을 호출하지 않은) 프로세스, init 프로세스는 차례대로 주기적으로 자식 프로세스에 대해 wait() 호출을 통해 지속적인 좀비 상태를 방지
process 그룹
하나 이상의 프로세스들의 집합으로 일관된 작업을 하는 프로세스들
프로세스 그룹 리더의 pid가 그룹 ID, 리더는 그룹 내의 프로세스를 생성, 종료 가능
프로세스 그룹의 마지막 프로세스가 그룹을 떠날 때 까지 그룹 유지
process 세션
하나 이상의 프로세스 그룹들의 집합으로 보통 동일한 터미널에서 수행되고 있는 프로세스 그룹들
세션 리더의 pid가 세션 ID
병행성 vs 병렬성
병행성(multiprogramming) : 하나의 core에 여러 프로세스가 실행 됨(scheduling)
병렬성(multiprocessing) : 두 개 이상의 core에서 프로세스가 실행 됨
scheduling(linux)
1세대(round robin) : 리스트 기반으로 우선순위가 높은 프로세스를 찾는데 O(n) 성능
2세대(bitmap) : Bitmap과 hash를 이용 우선순위가 높은 프로세스를 찾는데 O(1) 성능을 보이지만 공정하지 않음
3세대(CFS) : time slice대신 CPU시간을 할당해서 공정하게 스케줄링
IPC
프로세스간 resource와 information을 공유
signal
비동기 이벤트 처리를 위한 메커니즘을 제공하는 소프트웨어 인터럽트
pipe
프로세스간 단 방향 통신 방법
한 프로세스의 표준 출력을 다른 프로세스의 표준 입력에 연결
message queue
메시지 큐를 이용한 메시지 전달
semaphore
프로세스간 동기화에 사용
mutext와 비슷하나 갯수가 하나 이상일 수 있다는 점이 차이
shared memory
대용량이며 빠른 메시지 전달
thread(=LWP)
프로세스 내 실행 단위, 가상 메모리를 공유하는 프로세스(parent의 가상 메모리 맵을 공유)
각각의 스레드는 저마다의 가상화된 프로세스를 가지고 있으며 여기에는 스택과 레지스터, 명령어 포인터 같은 프로세서의 상태가 포함
race condition
공유 리소스에 동기화되지 않은 둘 이상의 스레드가 접근하여 프로그램의 오동작을 유발하는 상황
critical section
race condition이 발생할 수 있기 때문에 동기화가 되어야 하는 영역
동기화
mutex
lock을 이용해 상호 배제(mutual exclusion)를 구현. critical sectin 진입시 한 번에 하나의 스레드만 락을 걸 수 있고 실행이 끝나면 해제, 나머지 스레드는 얻을 때 까지 대기.(=binary semaphore)
deadlock
두 스레드가 서로 상대방이 끝나기를 기다리고 있어 결국 둘 다 끝나지 못하는 상태
아래 4가지 조건을 모두 만족해야 발생
상호 배제(Mutual Exclusion) : 자원은 한 번에 한 프로세스만 사용 가능
점유 대기(Hold and Wait) : 최소한 하나의 자원을 점유하고 있으면서, 다른 프로세스에 할당되어 사용되고 있는 자원을 추가로 점유하기 위해 대기하는 프로세스가 있어야 함
비선점 (No Preemption) : 다른 프로세스에 할당된 자원은 사용이 끝날 때 까지 강제로 빼앗을 수 없다.
순환 대기(Circular Wait) : 프로세스의 집합 P0...Pn에서 p(n-1)은 pn이 점유한 자원을 대기하며 Pn은 P0가 점유한 자원을 요구해야 한다.
- pid가 1인 system에서 가장 먼저 실행되는 프로세스 [본문으로]