API (Application Programming Interface)

핵심 개념

응용 프로그래머에게 사용 가능한 함수 집합을 지정하는 인터페이스로, 각 함수에 전달되는 매개변수와 프로그래머가 기대할 수 있는 반환 값을 포함한다.

대부분의 프로그래머는 시스템 콜 수준의 세부사항을 볼 필요가 없다.

API와 시스템 콜의 관계

1 API 호출

응용 프로그램이 API 함수 호출

2 라이브러리

운영체제가 제공하는 코드 라이브러리

3 시스템 콜

실제 시스템 콜 호출

예: Windows 함수 CreateProcess()는 실제로 Windows 커널의 NTCreateProcess() 시스템 콜을 호출

세 가지 주요 API

API	대상 시스템
Windows API	Windows 시스템
POSIX API	POSIX 기반 시스템 (UNIX, Linux, macOS 포함)
Java API	Java 가상 머신에서 실행되는 프로그램

API 사용의 이점

이점	설명
프로그램 이식성	API를 사용하여 설계된 프로그램은 동일한 API를 지원하는 모든 시스템에서 컴파일 및 실행 가능
단순성	실제 시스템 콜보다 더 쉽게 작업 가능

표준 API 예시 - read()

#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count)

매개변수	설명
int fd	읽을 파일 디스크립터
void *buf	데이터를 읽어들일 버퍼
size_t count	버퍼로 읽을 최대 바이트 수
반환 값	성공 시 읽은 바이트 수, 0은 파일 끝, 오류 시 -1

트레이드오프

• 장점:
  • 프로그램 이식성 향상
  • 실제 시스템 콜보다 작업이 용이
  • 운영체제 인터페이스의 세부사항이 프로그래머로부터 숨겨짐
• 단점: 실제 아키텍처 차이로 인해 이식성이 예상보다 어려울 수 있음

관련 개념

• 시스템 콜 (System Call) - API가 내부적으로 호출하는 운영체제 서비스 요청 메커니즘
• 시스템 콜 인터페이스 (System-call Interface) - API 호출을 가로채서 실제 시스템 콜로 연결하는 인터페이스
• 시스템 콜 유형 (System Call Types) - API를 통해 접근하는 시스템 콜의 6가지 범주
• 운영체제 서비스 (Operating-System Services) - API가 접근을 제공하는 운영체제의 서비스

출처

• Operating System Concepts, 10th Edition, Chapter 2, p.63-64