[운영체제] 좀비 프로세스, 고아 프로세스

좀비 프로세스

• 자식 프로세스가 부모 프로세스보다 먼저 죽는 경우 부모 프로세스가 종료 상태를 회수하기 위해 커널이 자식 프로세스의 최소한의 정보(PID, 종료 상태 등, 리눅스의 경우 커널에서 사용하는 구조체)를 남겨둡니다.
• 부모 프로세스는 wait 함수를 호출하여 이 상태를 회수하면 남은 모든 정보가 제거되어 자식 프로세스는 완전히 소멸하게 됩니다.
• 위와 같은 진행상황에서 부모 프로세스가 wait 함수를 호출하지 않아 최소한의 정보가 메모리에 남아 있는 경우를 좀비 프로세스라고 합니다. 
• 좀비 프로세스는 최소한의 정보만을 가지고 있어 큰 성능 저하를 야기하지 않지만, 운영체제는 한정된 PID를 가지고 있으므로 좀비 프로세스가 PID를 차지하며 다른 프로세스 실행을 방해하게 됩니다.
• 따라서 부모 프로세스는 좀비 프로세스 생성을 방지하기 위해 wait 함수를 호출하여 상태를 회수하여야 합니다.

 

* 커널 입장에서 좀비 프로세스는 성능 저하를 일으킨다고 볼 수 있습니다. 프로세스 스케줄링에 있어서 queue에 걸려있는 프로세스의 양이 증가하고 커널 구조체를 유지하기 위한 비용 또한 무시할 수 없습니다.

 

좀비 프로세스를 다음과 같은 방법으로 관리할 수 있습니다.

• wait : 간단하게 부모 프로세스에서 wait 함수를 호출하여 좀비 프로세스를 없앨 수 있습니다.
• signal, wait : wait 함수는 블록 모드로 동작하는 함수이므로 부모 프로세스는 wait함수를 호출한 즉시 동작을 멈추게 됩니다. 이를 방지하기 위해 시그널 도구를 활용하여 자식 프로세스가 종료될 경우 발생하는 SIGCHLD 시그널에 해당하는 핸들러를 만들고 해당 핸들러에서 wait 함수를 호출하면 됩니다.

 

고아 프로세스(Orphan)

• 부모 프로세스가 자식 프로세스보다 먼저 종료되는 경우 부모 프로세스가 없는 자식 프로세스를 말합니다.
• 운영체제는 이러한 고아 프로세스를 허용하지 않으며 부모 프로세스가 먼저 종료되면 자식 프로세스의 새로운 부모 프로세스로 init(PID = 1)가 설정됩니다.
• init 프로세스는 자식 프로세스가 종료될 때까지 기다린 후 wait 함수를 호출하여 고아 프로세스의 종료 상태를 회수하여 좀비 프로세스가 되는 것을 방지합니다.
• 고아 프로세스는 프로세스 자신이 시스템의 자원을 낭비할 수 있고, 시스템이 프로세스가 종료될 때까지 추적을 해야 하기 때문에 성능 저하의 원인이 됩니다.

 

고아 프로세스는 init 프로세스가 관리를 해 주지만 성능 저하를 방지하기 위해 부모 프로세스가 종료되기 전에 모든 자식 프로세스를 wait 해 주는 것이 좋습니다.