리눅스 - 프로세스 파헤치기

1️⃣ 리눅스에서 프로세스란?

디스크에 있는 실행 파일이 메모리에 올라가 실행 중인 상태.

하나의 프로세스는 다음 정보들을 갖습니다:

• 고유한 PID (Process ID)
• 독립된 메모리 공간 (코드, 데이터, 힙, 스택)
• 실행 상태 (Running, Sleeping)
• 부모 프로세스 관계 (PPID)
• 열고 있는 파일, 파이프 등의 리소스

2️⃣ 리눅스 프로세스 메모리 구조

리눅스에서 하나의 프로세스는 아래 메모리 구조를 갖습니다:

+-----------------+  높은 주소
|   Stack         |  함수 호출, 지역 변수
+-----------------+
|   Heap          |  malloc, new 로 할당된 동적 메모리
+-----------------+
|   BSS Segment   |  초기화되지 않은 전역/정적 변수
+-----------------+
|   Data Segment  |  초기화된 전역/정적 변수
+-----------------+
|   Text Segment  |  코드 (실행 명령어)
+-----------------+  낮은 주소

🔍 cat /proc/[pid]/maps 명령으로 확인 가능

3️⃣ 프로세스 생성과 실행 흐름

1. fork(): 부모 프로세스를 복제 -> 자식 프로세스 생성
2. exec(): 자식 프로세스의 메모리를 새로운 실행파일로 덮어씀
3. wait(): 부모가 자식의 종료를 기다림

예시

pid_t pid = fork();
if (pid == 0) {
    // 자식 프로세스
    execl("/bin/ls", "ls", NULL);
} else {
    // 부모 프로세스
    wait(NULL);
}

💡 fork 이후 부모/자식은 서로 완전히 다른 메모리 공간을 가짐
(단, 실제론 COW – Copy-on-write로 효율 처리)

4️⃣ 프로세스 상태 (ps 명령어에서 보는 것)

• R (Running): 실행 중 또는 실행 대기 중
• S (Sleeping): 대기 상태 (I/O 대기 등)
• D (Uninterruptible sleep): 종료 불가 상태 (디스크 I/O 대기 중 등)
• Z (Zombie): 종료됐지만 부모가 wait() 안 해서 남아있는 상태
• T (Stopped): 시그널로 멈춘 상태 (Ctrl+Z)

🔍 ps -eo pid,ppid,state,cmd로 확인 가능

5️⃣ 프로세스 간 통신 (IPC)

• 파이프 (pipe, FIFO): 간단한 데이터 흐름
• 메시지 큐 (msgget, msgsnd): 커널이 관리하는 큐
• 공유 메모리 (shmget, shmat): 메모리 직접 공유
• 세마포어 (semget, semop): 동기화 및 잠금

이런 IPC는 System V, POSIX 방식으로 나뉘며, ipcs, ipcrm 등으로 관리

6️⃣ 프로세스 관련 주요 명령어

명령어	설명
ps aux	현재 모든 프로세스 보기
top, htopw	실시간 리소스 사용 확인
kill PID	프로세스 종료
nice, renice	프로세스 우선순위 조정
strace	시스템 호출 추적
lsof -p PID	프로세스가 연 파일 확인
pmap PID	메모리 앱 확인

7️⃣ /proc 가상 파일 시스템

• /proc/[pid]/cmdline : 실행 명령
• /proc/[pid]/status : 메모리, 상태, 부모 PID 등
• /proc/[pid]/fd/ : 열린 파일 디스크립터 목록
• /proc/[pid]/stat : 스케줄링 관련 정보
• /proc/meminfo, /proc/cpuinfo 등도 시스템 상태 파악에 사용