공부한 내용을 복기하기 위해 짧게 정리해둔 요약본입니다 :)

프로세스와 스레드

프로세스: 메모리 위에 올라가 실행되고 있는 프로그램(의 인스턴스)

프로그램: 특정 작업을 수행하기 위해 작성된 코드

• 프로세스의 경우 자원을 공유 하지 않고 독립적인 메모리 자원을 사용한다
  • 프로세스 간 자원 공유 하는 방법: IPC, LPC 등 사용
    • 단점: 프로세스 자원 공유는 CPU 레지스터 교체뿐 아니라 RAM과 CPU사이의 캐시 메모리까지 초기화 되기 때문에 자원 부담이 크다
• 프로세스당 최소 1개의 스레드를 가지고 있다

스레드: 프로세스 내에서 실행되는 여러 흐름의 단위

• 스레드의 경우 Code, Data, Heap 3가지의 메모리 영역을 공유하여 사용한다. Stack은 각 스레드별로 별도로 가지고 있다
• 스레드의 문제점
  • 자원 동기화 문제(이전 스레드가 이미 공유 자원을 사용하고 있는 경우 동기화 문제가 발생할 수 있다)

CPU의 작업 처리 방식

• 병렬성 (Parallelism): 여러개의 cpu 코어에 맞춰 여러개의 프로세스, 스레드를 돌려 병렬로 작업을 동시 수행하는 것을 말함
• 동시성 (Concurrency): 하나의 cpu 코어가 번갈아가면서 여러 프로세스들을 조금씩 처리함으로써 마치 프로그램이 동시에 실행되는것처럼 작업을 수행하는 것을 말함
  • 컨텍스트 스위칭 참고

코어를 추가하는데에는 한계가 있기 때문에 동시성이 필요하다
작업을 효율적으로 처리하기 위해 동시성이 필요하다

멀티 프로세스와 멀티 스레드

• 멀티 프로세스
  멀티 프로세싱이란, 여러개의 cpu가 여러 개의 프로세스로 구성하여 각 프로세스가 구성된 작업을 처리하도록 하는것
  • 2개 이상의 프로세스가 동시에 실행되는것
    • 동시 실행 의미: 병렬성과 동시성을 나타낸다

  

  • 장점: 여러개의 자식 프로세스 중 하나가 죽어도 다른 프로세스에게 영향을 주지 않는다
  • 단점: 컨텍스트 스위칭의 오버헤드
    • 프로세스는 공유 하는 메모리가 없기 때문에 컨텍스트 스위칭이 발생하면 캐시에 있는 모든 데이터 리셋하고 다시 가져오는 작업들이 추가적으로 진행되어 시간이 많이 소모된다

• 멀티 스레드
  멀티 스레딩이란 하나의 프로세스를 여러개의 스레드로 구성하고 각 스레드로 각 작업을 처리하도록 하는것
  • 하나의 프로세스 내에서 두개 이상의 스레드가 동시에 작업을 수행하는 것
  • 여러개의 프로세스: 병렬설을 높일 수 있다
  • 하나의 프로세스: 동시성을 높일 수 있다

  

  • 장점
    • 시스템의 자원 소모 감소 (자원의 효율성 증가)
      • 프로세스를 생성하여 자원을 할당하는 시스템 콜이 줄어들어 자원을 효율적으로 관리 가능
    • 시스템 처리량 증가 (처리 비용이 감소)
      • 스레드 간 처리 작업량이 작아 컨텍스트 스위칭이 빠르다
  • 단점
    • 디버깅이 까다롭다
    • 멀티 스레드의 경우 자원 공유 문제가 발생할 수 있다
    • 하나의 스레드에 문제가 생기면 전체 프로세스가 영향을 받는다

위 두가지의 방법은 동시에 여러 작업을 수행한다는 공통점이 있다. 적용하려는 시스템의 장단점을 고려하여 선택해야 한다

• 메모리 구분이 필요할땐 멀티 프로세스, 컨텍스트 스위칭이 자주 일어나고 데이터 공유가 빈번하며, 자원을 효율적으로 사용해야 하는 경우에는 멀티 스레드를 사용한다

참고

---

https://inpa.tistory.com/entry/thread-process-1
https://inpa.tistory.com/entry/thread-process-2
https://zhfvkq.tistory.com/12/thread-process-3
https://murphymoon.tistory.com/entry/thread-process-4 https://velog.io/@chy0428/thread-process-5