프로세스의 상태

Create , New

• User의 Job/command 요청이 커널에 등록되는 상태.
• 커널이 등록되면서 프로세스가 생성됨.
  커널 안에 프로세스를 위한 PCB가 생기고 초기값이 PCB에 저장.
  PCB(Process Control Block) 알아보기
• 프로세스는 생성 되었으나, 아직 준비 큐에 들어가지 않은 상태이다.
• 이때 커널은 메모리 공간이 있는지 확인한다.
• fork()나 exec() 함수를 통해 프로세스가 생성된 상태이다.
  • fork() : 부모 프로세스의 주소 공간을 그대로 복사하며, 새로운 자식 프로세스를 생성. 주소 공간만 복사할 뿐, 프로세스의 비동기 작업 등은 상속하지 않음.
  • exec() : 새롭게 프로세스를 생성

 

 

Ready

• 프로세스가 생성되고 커널이 "메모리 할당"을 인지하고 (implicit 하게 자원 요청) 메모리 공간이 존재하면 Ready 상태가 됨.
  즉, Ready 상태는 메모리를 할당 받았음을 의미.
• CPU를 제외한 모든 자원을 할당받고 있는 상태이다.
• 프로세스가 준비 큐에 들어가 CPU 할당을 기다린다. 할당 받으면 바로 실행 가능한 상태이다.
• 여러 프로세스가 준비 상태에 있을 수 있으며, 스케줄러가 이들 중 하나를 선택하여 실행한다.(dispatch)

 

Suspended ready 

• 메모리 할당을 받지 못한 프로세스
• 메모리 공간이 부족해서, 준비 큐가 꽉차서...
• Ready 상태에 있었어도 커널에 의해 메모리를 빼앗기고 suspended ready 상태가 될 수 있음. (swap-out)
• 메모리를 할당 받으면 다시 ready 상태가 됨.(swap-in)

 

Running

• 프로세스가 CPU를 할당받아 실행중인 상태.
• (단일 CPU 시스템 기준) 하나의 프로세스만이 실행 상태에 있을 수 있다.
  때문에 한 프로세스가 CPU를 사용할 수 있는 시간에 제한을 둔다. (Time slice, Time Quantum)
• 사용 시간이 다 되어서 반납하는 과정을 Time Runout (preemption:선점)이라고 함.
  다른 프로세스가 CPU를 빼앗아 할당받으면 Running 상태에서 Ready 상태로 전환될 수 있다. (비자발적)

 

Wait, Blocked, Asleep

• 프로세스가 이벤트를 기다리고 있는 상태.
• CPU가 아닌 다른 자원을 요청하고, 그 자원 사용이 끝나기를 기다리는 상태.
• 예를 들어, 입출력이 필요할 때 입출력 디바이스를 위해 프로세스가 먼저 CPU를 반납한다. (자발적)
  이를 sleep, block이라고 한다.
• 이벤트가 완료되면 Asleep 상태에서 ready 상태로 전이된다. (wakeup)
  바로 running 상태로 가는것은 허락되지 않는다. CPU 스케줄링은 ready 상태인 프로세스들을 대상으로 하기 때문.
• 다른 자원의 요청은 System call로 이루어짐.

 

Suspended blocked

• asleep 상태도 메모리를 할당받고 있는 상태인데, 커널이 메모리 공간 확보를 위해 메모리를 뺏을 수 있다. (swap-out)
• 다시 메모리를 돌려 받으면 asleep 상태로 돌아온다 (swap-in)
• susppended block 상태에서 이벤트가 끝나게 되면, wakeup 되었지만 메모리를 빼앗긴 상태이기 때문에 suspended ready 상태가 된다.

 

 

Exit, Terminated

• 프로세스가 실행을 완료하고 종료된 상태.
• 프로세스는 더 이상 실행되지 않으며, 운영 체제가 할당된 자원을 회수한다.
• 프로세스는 종료되었고, PCB가 삭제되거나 일부 정보만 갖도록 정리된다.
• 종료된 프로세스는 다시 실행될 수 없다.

 

 

프로세스의 상태 전이

프로세스는 여러 상태를 전이하면서 실행된다. 상태 전이의 주요 유형은 다음과 같다:

• created → ready:
  프로세스가 생성되고, 준비 큐에 들어갈 때.
• ready → running:
  스케줄러가 ready 상태의 프로세스를 선택하여 CPU를 할당할 때. (dispatch)
• ready → suspended ready:
  ready 상태에 있던 프로세스가 메모리를 빼앗겼을 때. (swap-out)
• suspended ready→ ready:
  suspended ready 상태에 있던 프로세스에게 다시 메모리를 할당할 때. (swap-in)
• running → ready:
  프로세스가 실행 중에 CPU를 빼앗기고 다시 준비 큐에 들어갈 때. (Time Runout, preemption)
• running → asleep:
  프로세스가 I/O 작업 등의 이벤트를 기다리기 위해 대기 상태로 전환될 때. (sleep, block)
• asleep → ready:
  대기 중이던 이벤트가 발생하여 준비 상태로 전환될 때. (wakeup)
• asleep → suspended asleep:
  asleep 상태에 있던 프로세스가 메모리를 빼앗겼을 때 (swap-out)
• suspended asleep → asleep:
  suspended asleep 상태에 있던 프로세스에게 다시 메모리를 할당할 때 (swap-in)
• suspended asleep → suspended ready:
  대기 중이던 이벤트가 발생하여 준비 상태로 전환되야 하는데 메모리를 빼앗긴 상태일 때. (wakeup)
• running → terminated:
  프로세스가 작업을 완료하고 종료될 때.(exit)