11. 파이프 기반의 프로세스간 통신 [TCP/IP][C][LINUX]

 

 

fork 함수를 통해 복사된 자식 프로세스는 부모 프로세스와 메모리 공간을 공유하지 않으므로 프로세스간 통신은 운영체제의 도움으로 이루어져야 합니다. 이 때 사용하는 것이 파이프입니다. 파이프는 운영체제가 마련해 준 메모리 공간을 통해 프로세스간 통신이 가능하도록 도와줍니다.

 

#include<unistd.h>

int pipe(int filedes[2]);
//success:0  fail:-1

위 함수를 호출하면 인자로 들어간 배열 두 칸에는 각각의 파일 디스크립터가 담깁니다. 0번째 파일 디스크립터는 데이터 수신하는데 사용되고, 1번째는 데이터를 전송하는데 사용됩니다. 즉 1번은 입구, 0번은 출구가 됩니다.

 

즉 위와 같은 모양이 됩니다. 만약 부모프로세스에서 1번칸으로써 파이프에 입력을 했다면 자식프로세스는 0번칸으로써 부모프로세스의 전달값을 받을 수 있습니다.

 

그런데 만약 하나의 파이프로 양방향 통신을 하려하면(예를 들어, 부모/자식프로세스에서 한 파이프의 1번칸 0번칸을 모두 이용하면) 프로그램의 실행결과를 예측하긴 쉽지 않습니다.

파이프에 데이터가 전달되면 먼저 가져가는 프로세스에게 이 데이터가 전달되기 때문입니다.

부모프로세스가 자식 프로세스에게 데이터를 주고 동시에 자식프로세스로부터 데이터를 받는 목적으로 프로그램을 작성했는데 부모프로세스가 준 데이터를 그대로 부모프로세스가 받아올 수도 있습니다.

 

따라서 양방향 통신이 필요할 때는 굳이 파이프를 한 개 써서 위험을 감수하기보단 파이프를 두 개 생성하면 손쉽게 해결됩니다.

 

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>
#include<sys/wait.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<sys/socket.h>

#define BUF_SIZE 30

void error_handling(char *message);
void read_childproc(int sig);

int main(int argc, char *argv[]){
	int serv_sock, clnt_sock;
	struct sockaddr_in serv_adr, clnt_adr;
	int fds[2]; // 파이프에 사용될 배열
	
	pid_t pid;
	struct sigaction act;
	socklen_t adr_sz;
	int str_len, state;
	char buf[BUF_SIZE];
	if(argc!=2){
		printf("Usage : %s <port>\n",argv[0]);
		exit(1);
	}
	
	act.sa_handler=read_childproc;
	sigemptyset(&act.sa_mask);
	act.sa_flags=0;
	state=sigaction(SIGCHLD, &act, 0);
	
	serv_sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
	serv_adr.sin_family=AF_INET;
	serv_adr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
	serv_adr.sin_port=htons(atoi(argv[1]));
	
	if(bind(serv_sock, (struct sockaddr*)&serv_adr, sizeof(serv_adr))==-1)
		error_handling("bind() error");
	
	if(listen(serv_sock, 5)==-1)
		error_handling("listen() error");
	
	pipe(fds);
	pid=fork();
	if(pid==0){ // 데이터를 파일입력할 자식 프로세스 
		FILE *fp = fopen("echomsg.txt","wt");
		char msgbuf[BUF_SIZE];
		int i, len;
		
		for(i=0; i<10; i++){
			len=read(fds[0],msgbuf,BUF_SIZE); //파이프에서 데이터를 받아옴
			fwrite((void*)msgbuf,1,len,fp);
		}
		fclose(fp);
		return 0;
	}
	
	while(1){
		adr_sz=sizeof(clnt_adr);
		clnt_sock=accept(serv_sock, (struct sockaddr*)&clnt_adr, &adr_sz);
		if(clnt_sock==-1)
			continue;
		else
			puts("new client connected...");
		
		pid=fork();
		if(pid==-1){
			close(clnt_sock);
			continue;
		}
		if(pid==0){//자식 프로세스 실행 영역
			close(serv_sock);
			while((str_len=read(clnt_sock,buf,BUF_SIZE))!=0){
				write(clnt_sock, buf, str_len);
				write(fds[1],buf,str_len); // 파이프에 데이터를 입력
			}
				
			
			close(clnt_sock);
			puts("client disconnected...");
			return 0;
		}
		else
			close(clnt_sock);
	}
	close(serv_sock);
	return 0;
}

void read_childproc(int sig){
	pid_t pid;
	int status;
	pid=waitpid(-1, &status, WNOHANG);
	printf("removed proc id: %d \n",pid);
}

void error_handling(char *message){
	fputs(message, stderr);
	fputc('\n',stderr);
	exit(1);
}

파이프를 이용한 프로세스간 데이터 송수신의 예제입니다. https://pupuduck.tistory.com/69 에서 쓰인 서버 코드에 클라이언트가 보낸 데이터를 텍스트로 저장하는 기능을 추가한 것이며, 클라이언트는 https://pupuduck.tistory.com/70 에서 작성한 코드를 사용하시면 됩니다.