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IPC란?

by ksc036·2025. 05. 25. 오전 4:28

프로세스 간 통신(Inter-Process Communication, IPC)은 서로 독립적인 프로세스들이 데이터를 주고받거나 협업할 수 있도록 하는 메커니즘입니다. 운영체제는 각 프로세스에 별도의 메모리 공간을 할당하기 때문에, 독립적으로 실행되는 프로세스들이 직접 메모리를 공유하지 않습니다. 이러한 특성 때문에, 여러 프로세스 간의 데이터 교환이나 동기화가 필요할 때 IPC 기법을 사용하게 됩니다.




주요 IPC 방법

  1. 파이프 (Pipe)

    • 익명 파이프(Anonymous Pipe): 보통 부모와 자식 프로세스 간의 단방향 통신에 사용되며, 한쪽 끝에서 데이터를 쓰고 다른 쪽 끝에서 읽어오는 방식입니다.
    • 이름있는 파이프(Named Pipe, FIFO): 이름이 부여되어 프로세스 간, 혹은 전혀 관계 없는 프로세스 간에도 통신할 수 있습니다.
  2. 메시지 큐 (Message Queue)

    • 운영체제가 제공하는 큐를 통해 서로 다른 프로세스들이 메시지를 보내고 받을 수 있습니다. 메시지의 우선순위 지정도 가능하여, 좀 더 유연한 통신이 가능합니다.
  3. 공유 메모리 (Shared Memory)

    • 프로세스들이 메모리 공간의 일부를 공유하여 직접 데이터를 읽고 쓸 수 있습니다. 빠른 속도가 장점이지만, 동시 접근 시 동기화(synchronization)가 필요합니다.
  4. 소켓 (Socket)

    • 주로 네트워크 통신에 사용되지만, 로컬 시스템 내에서도 프로세스 간 통신이 가능합니다. TCP/IP, UDP 소켓 등을 사용할 수 있어 분산 시스템이나 클라이언트/서버 구조에서 많이 활용됩니다.
  5. 시그널 (Signal)

    • 프로세스에 특정 이벤트나 상태 변경을 알리기 위해 사용됩니다. 비록 전달되는 정보의 양은 제한적이지만, 빠른 통신이나 간단한 제어 신호 전달에 적합합니다.
  6. 세마포어 (Semaphore)

    • 주로 공유 자원에 대한 접근 제어(동기화)를 위해 사용되며, 데이터의 무결성을 보장합니다. 세마포어 자체가 데이터를 전달하는 용도라기보다는 여러 프로세스가 같은 리소스에 동시에 접근하는 것을 방지하는 역할을 합니다.


IPC가 필요한 이유

  • 데이터 교환: 여러 프로세스가 협력하여 작업을 수행해야 할 때, 하나의 프로세스에서 처리한 데이터를 다른 프로세스에서 사용하기 위한 방법이 필요합니다.
  • 병렬 처리: 멀티코어, 멀티프로세서 환경에서 작업을 병렬로 수행하는 과정에서 프로세스 간에 효과적인 협력이 요구됩니다.
  • 리소스 공유: 특히 대용량 데이터나 빠른 응답이 필요한 작업에서, 데이터를 공유 메모리와 같이 빠른 IPC 방법을 사용하면 효율성이 높아집니다.
  • 모듈화: 여러 개의 프로세스로 시스템을 분리하면, 각 프로세스가 독립적으로 개발 및 유지보수되면서 필요 시 서로 데이터를 주고받아 전체 시스템이 통합적으로 동작할 수 있습니다.


예시

  • UNIX/Linux 시스템에서는 파이프와 이름있는 파이프, 공유 메모리, 메시지 큐, 소켓 등이 자주 사용됩니다.
  • Windows 시스템에서도 파이프, 메모리 매핑(Memory-Mapped Files), 소켓 등을 통한 IPC 방식을 지원합니다.


결론

IPC는 운영체제 기반의 멀티태스킹 환경에서 프로세스들 간에 효율적인 데이터 교환과 협업을 가능하게 하는 중요한 기술입니다. 사용되는 방법은 시스템의 요구사항, 성능, 복잡성 등에 따라 다양하게 선택할 수 있으며, 각 방식마다 장단점이 있기 때문에 상황에 맞게 적절한 IPC 방식을 선택하는 것이 중요합니다.

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안녕하세요 개발을 좋아하는 풀스택 개발자입니다.

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