리눅스 운영체제는 많은 프로세스들이 동시에 실행되는 다중 프로세스 환경에서 효율적인 프로세스 제어와 스케줄링을 제공합니다. 이를 통해 시스템의 성능과 안정성을 향상시킬 수 있습니다. 이번 글에서는 리눅스에서의 프로세스 제어와 스케줄링에 대해 알아보도록 하겠습니다.

프로세스 제어

리눅스에서 프로세스는 운영체제에 의해 실행 중인 프로그램을 의미합니다. 프로세스의 생성, 제거, 일시 중지, 재개 등을 통해 프로그램의 실행 흐름을 제어할 수 있습니다.

프로세스 생성

새로운 프로세스를 생성하는 작업은 fork() 시스템 호출을 사용합니다. 이 호출은 부모 프로세스에서 자식 프로세스를 생성하면서 부모 프로세스와 동일한 상태를 복사합니다. 자식 프로세스는 fork() 호출 이후로부터 실행을 시작하며, 독립적으로 자신의 작업을 수행합니다.

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

int main() {
    pid_t pid;

    pid = fork();

    if (pid == 0) {
        printf("Child process\n");
    } else if (pid > 0) {
        printf("Parent process\n");
    } else {
        printf("Failed to fork\n");
    }

    return 0;
}

프로세스 제거

프로세스를 제거하는 작업은 exit() 시스템 호출을 사용합니다. 이 호출은 프로세스의 실행을 종료하고 운영체제에게 자원을 반환합니다.

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Before exit\n");

    exit(0);

    printf("This line will not be executed\n");

    return 0;
}

프로세스 일시 중지와 재개

프로세스를 일시 중지하거나 재개하는 작업은 kill() 시스템 호출을 사용합니다. kill() 호출은 프로세스에 특정 시그널을 보내는 역할을 합니다. SIGSTOP 시그널을 보내면 프로세스가 일시 중지되고, SIGCONT 시그널을 보내면 프로세스가 재개됩니다.

#include <signal.h>
#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Before pause\n");

    pause();

    printf("After pause\n");

    return 0;
}

스케줄링

리눅스에서 스케줄링은 여러 프로세스의 실행 순서를 결정하는 작업을 의미합니다. 스케줄러는 시스템 자원을 효율적으로 사용하고 프로세스의 우선순위를 조정하여 최적의 성능을 제공합니다.

리눅스의 스케줄러는 기본적으로 CFS (Completely Fair Scheduler) 알고리즘을 사용합니다. 이 알고리즘은 프로세스들에게 공정한 CPU 시간을 제공하며, 우선순위를 기반으로 실행 주기를 조절합니다.

여러 스케줄링 정책 중 가장 많이 사용되는 것은 SCHED_OTHER입니다. 이 정책은 일반적인 프로세스들을 위한 스케줄링을 수행합니다. 또한, 우선순위를 조절하기 위해 nice 명령을 사용할 수 있습니다.

$ nice -n 5 ./my_program

위의 명령은 my_program을 실행하는데, 우선순위를 5로 설정합니다. 값이 낮을수록 우선순위가 높아집니다.

마무리

리눅스에서의 프로세스 제어와 스케줄링은 시스템의 성능과 안정성을 중요시하는 개발자에게 꼭 필요한 기능입니다. 이번 글에서는 리눅스에서의 프로세스 제어와 스케줄링에 대해 간략히 알아보았습니다. 프로세스 제어와 스케줄링은 리눅스 운영체제의 핵심 기능 중 하나이며, 상세한 내용은 개별적으로 공부하여 실제 개발에 적용해보시기를 권장드립니다.