[운영체제] 프로세스 상태도 알아보기

 

 

 

Five State Process Model

 

 

 

 

 

_Five State Process Model_은 프로세스가 실행되고 종료될 때까지의 흐름을 나타낸 것인데, 이 흐름은 굉장히 중요하므로 기억해 두자.

 

 

먼저, 프로세스가 OS에 의해서 새롭게 생성될 것이다. 이는 _fork_라는 명령어로 인해 생성되며 _job queue_ 내부에 들어가게 된다. 해당 상태를 _new_라고 한다.

 

 

그 후에 _Ready Queue_안에 프로세스가 들어가게 되어 _Ready_상태를 지닌다. 그 후, 프로세스 스케줄링 정책에 따라서 _Running_상태로 변경될 프로세스들이 선택하게 되어 _Dispatcher_함수를 통해 실제로 프로세스가 프로세서에 할당된다.

 

 

_Running_상태에 있는 프로세스들은 총 3가지 길목을 마주하게 된다. 첫 번째로 Timeout 되는 경우이다. 이는 Time Sharing System에 의하여 Time Slice만큼의 작업을 수행하고 다시 _Ready Queue_로 들어가 다른 프로세스를 _Running_상태로 만들게 된다.

 

 

두 번째는 _Event Wait_으로 인해 Block 되는 경우이다. 예를 들어 I/O 작업이 일어나서 입출력을 기다리는 경우가 될 수 있다. _Block_된 프로세스들은 _Dispatcher_에 의해서 선택받을 수 없으며 이는 _Event Occur_가 일어나 끝날 때까지 지속된다.

 

 

마지막으로 _Release_로 인해 프로세스가 종료되는 경우이다. 즉, _kill_이나 _exit_명령어로 프로세스가 종료되어 _Terminate_ 상태를 가진다. 이렇게 _Terminate_된 상태는 Zombie 프로세스라고도 하는데, 그 이유는 프로세스가 사용한 자원의 통계만을 지니기 때문이다.  _Terminate_상태가 된 프로세스는 추후에 _wait_명령어를 통해 해당 통계가 수집되며 완전히 종료된다.

 

 

 

 

 

 

 

 

Using Two Queue

 

 

 

 

위에서 살펴본 5개의 상태 흐름을 Ready Queue와 Block Queue관점에서 살펴본 것이다. 앞서 본 것과 크게 다르지 않다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Multiple Blocked Queues

 

 

 

 

Multiple Blocked Queues는 앞서 본 SIngle Blocked Queue에서 Blocked Queue가 Event의 종류마다 존재하는 구조이다.

 

 

이러한 구조를 사용하게 되면 특정 이벤트를 찾을 때 Blocked Queue를 일일이 뒤져가며 찾아갈 필요가 없다. 그저 발생한 이벤트의 종류에 해당하는 Blocked Queue를 찾아가면 되기 때문이다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Suspended Processes

 

 

_Suspended Process_는 프로세스가 보조기억장치로 밀려나간 프로세스를 말한다.

 

 

여기에는 두 가지 상태가 있는데, 이는 다음과 같다.

 

• Blocked/Suspend : Blocked 상태에서 하드디스크로 밀려난 것
  • I/O 작업 등에 의해서 해당 상태로 전이된다.
• Ready/Suspend : Ready 상태에서 하드디스크로 밀려난 것
  • Blocked/Suspended 된 상태에 있는 I/O작업이 끝났을 때 해당 상태로 전이된다.
  • 간혹 Ready에서 직접 Ready/Suspend로 가기도 하는데 이는 매우 드물다.

 

 

이렇게 Suspended 상태로 밀려난 이유는 프로세서의 성능이 I/O 속도보다 빨라, 모든 프로세스가 I/O작업에 있을 경우 새로운 프로세스들을 메인메모리로 불러오기 위함이다.

 

 

대신 I/O작업 중에 있는 프로세스들은 디스크로 이동하여 I/O작업을 수행하고, 프로세서는 놀지 않고 새로운 프로세스 작업을 수행할 수 있다. 이렇게 메인 메모리 상의 프로세스와 디스크 상의 새로운 프로세스의 자리를 바꾸는 것은 _swap_이라고 한다.

 

 

 

 

 

앞서 살펴본 Five State Model에서 두 가지 상태가 추가된 것을 볼 수 있다. 여기서는 _swap in_과 _swap out_ 작업을 통해 _suspended _상태의 전환이 이루어짐을 알 수 있다.

 

 

이때 메인 메모리를 기준으로 메인 메모리에서 디스크로 나가는 것을 _swap out_이라고 하고, 디스크에서 메인 메모리로 가져오는 것을 _swap in_이라고 한다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Process를 Suspension 하는 이유

 

공통적인 이유는 메인 메모리의 공간을 확보하기 위함이다.

 

 

• Swapping
  • 준비된 프로세스에 대해 메인 메모리 공간을 할당하기 위함이다.
• Timing
  • 가끔 한 번씩만 실행되는 프로세스의 경우 디스크에 보관해 둔다.
• Interactive User Request
  • 사용자가 디버깅 등의 목적으로 요청하는 경우이다.
• Parent Process Request
  • 부모 프로세스의 요청으로 인함이다.
• 다른 OS 이유
  • 에러가 발생한 프로세스 때문이다.