플랫폼 노트. 유닉스 계열 — fork와 exec

유닉스 계열(리눅스·macOS·BSD)은 프로세스를 만드는 일을 두 걸음으로 나눈다. 이 설계가 셸과 파이프라인(10장)의 뿌리다.

• fork() — 지금 프로세스를 복제한다. 복제된 쪽(자식)은 부모와 같은 코드, 같은 기억 내용, 같은 열린 파일을 갖고 시작한다. 기묘한 것은 이 함수가 두 번 돌아온다는 점이다 — 부모에게는 자식의 번호(PID)를, 자식에게는 0을 돌려준다. 그 반환값으로 자기가 누구인지 안다.
• exec 계열 — 지금 프로세스의 내용을 다른 프로그램으로 갈아 끼운다. 기억이 통째로 새 프로그램의 것으로 바뀌고, 돌아오지 않는다(성공하면).
• wait 계열 — 부모가 자식이 끝나기를 기다리고 종료 상태를 받는다.

pid_t pid = fork();
if (pid == 0) {               /* 자식 */
    execl("/bin/ls", "ls", (char *)0);
    _exit(127);               /* exec 이 실패했을 때만 여기 온다 */
} else if (pid > 0) {         /* 부모 */
    int status;
    waitpid(pid, &status, 0);
}

터미널에서 명령을 하나 치면 셸이 정확히 이 일을 한다 — 자기를 복제하고, 복제된 쪽을 그 명령으로 갈아 끼우고, 끝나기를 기다린다. 10장에서 본 리다이렉션과 파이프도 이 사이에서 일어난다: 복제한 뒤 갈아 끼우기 전에 자식의 입출력 통로를 바꿔 두는 것이다. 두 걸음으로 나눈 설계가 그 자리를 만들어 준 셈이다.

복제라고 해서 기억을 통째로 베끼지는 않는다. 오늘의 구현은 쓸 때까지 미룬다(copy-on-write) — 부모와 자식이 같은 자리를 공유하다가, 어느 한쪽이 쓰는 순간 그 부분만 복사한다.

플랫폼 노트. 윈도우 — CreateProcess

윈도우에는 fork가 없다. 대신 한 걸음이다 — CreateProcess가 “이 프로그램을 새 프로세스로 시작하라”고 한 번에 지시한다. 복제 단계가 없으므로 자식은 부모의 기억을 물려받지 않고, 부모가 물려주고 싶은 것(열린 통로, 환경, 작업 디렉터리)은 인자로 명시한다.

두 방식의 성격 차이가 이식에서 드러난다. 유닉스 코드의 “복제한 뒤 조금 고쳐서 갈아 끼운다”는 무늬는 윈도우에서 그대로 옮겨지지 않고, 필요한 것을 인자로 적어 넘기는 형태로 다시 써야 한다. POSIX 쪽에도 이 무늬를 한 걸음으로 만든 posix_spawn이 있다.