핵심 키워드 : 프로세스 상태, 부모 프로세스, 자식 프로세스, 프로세스 계층 구조
프로세스들은 각자의 상태를 가지고 계층적인 구조를 일고 있다. 프로세스 상태란 무엇인지, 프로세스 계층 구조란 무엇인지 알아보자.
우리가 컴퓨터를 사용할 때 여러 프로세스들이 빠르게 번갈아 가면서 실행된다고 했다. 그 과정에서 하나의 프로세스는 여러 상태를 거치며 실행된다. 그리고 운영체제는 프로세스의 상태를 PCB를 통해 인식하고 관리한다. 프로세스의 상태를 표현하는 방식은 운영체제마다 조금씩 차이가 있지만, 프로세스가 가질 수 있는 대표적인 상태는 아래와 같다.
프로세스를 생성 중인 상태를 생성 상태(new)라고 한다. 이제 막 메모리에 적재되어 PCB를 할당 받은 상태를 말한다. 생성 상태를 거쳐 실행할 준비가 완료된 프로세스는 곧바로 실행되지 않고 준비 상태가 되어 CPU의 할당을 기다린다.
준비 상태(ready)는 당장이라도 CPU를 할당받아 실행할 수 있지만, 아직 자신의 차례가 이니기에 기다리고 있는 상태이다. 준비 상태 프로세스는 차례가 되면 CPU를 할당받아 실행 상태가 된다.
NOTE
준비 상태인 프로세스가 실행 상태로 전환되는 것을 디스패치(dispatch)라고 한다.
실행 상태(running)는 CPU를 할당받아 실행 중인 상태를 의미한다. 실행 상태인 프로세스는 할당된 일정 시간 동안만 CPU를 사용할 수 있다. 이때 프로세스가 할당된 시간을 모두 사용한다면(타이머 인터럽트가 발생하면) 다시 준비 상태가 되고, 실행 도중 입출력장치를 사용하여 입출력장치의 작업이 끝날 때까지 기다려야 한다면 대기 상태가 된다.
프로세스는 실행 도중 입출력장치를 사용하는 경우가 있다. 입출력 작업은 CPU에 비해 처리 속도가 느리기에, 입출력 작업을 요청한 프로세스는 입출력장치가 입출력을 끝낼 때까지(입출력 완료 인터럽트를 받을 때까지) 기다려야 한다. 이렇게 입출력장치의 작업을 기다리는 상태를 대기 상태(blocked)라고 한다. 입출력 작업이 완료되면 해당 프로세스는 다시 준비 상태로 CPU 할당을 기다린다.
종료 상태(terminated)는 프로세스가 종료된 상태이다. 프로세스가 종료되면 운영체제는 PCB와 프로세스가 사용한 메모리를 정리한다.
위와 같은 도표를 프로세스 상태 다이어그램(process state diagram)이라고 한다. 이처럼 컴퓨터 내의 여러 프로세스는 생성, 준비, 실행, 대기, 종료 상태를 거치며 실행된다. 운영체제는 이 상태를 PCB에 기록하며 프로세스들을 관리하는 것이다.