Process / Thread

📝 1yangsh·2022년 4월 3일

키워드

실행 단위
- cpu core에서 실행하는 하나의 단위로 프로세스와 스레드를 포괄하는 개념
프로세스
- 하나의 스레드만 가지고 있는 단일 스레드 프로세스
동시성
- 한 순간에 여러가지 일이 아니라 짧은 전환으로 여러가지 일을 동시에 처리하는 것처럼 보이는 것

Process

프로세스는,
프로그램이 실행된 형태를 말합니다.

프로세스가 실행되려면 필요한 리소스들이 메모리에 올라가야 합니다.

또한 해당 프로세스에 대한 정보를 담고 있는 PCB block이 프로세스 생성 시 함께 만들어집니다.

우리는 여러개의 프로그램을 동시에 사용합니다. (노래, IDE, 메신저 앱 등)
하지만 프로세스가 실행 상태에 있다면 다른 프로세스는 실행 상태에 있을 수가 없습니다.
따라서 다수의 프로세스를 동시에 실행하기 위해 여러 개 프로세스를 시분할로, 즉 짧은 텀을 반복하면서 전환하면서 실행을 시킵니다.

따라서 프로세스들이 반복적으로 CPU를 점유하면서 실행상태, 준비상태를 반복하게 되는데 이를
context switching 이라고 합니다.

하지만 프로세스가 많아진다면

컨텍스트 스위칭의 복잡도도 올라가게 됩니다.
또한 컨텍스트 스위칭이 많이 발생하게 된다면 CPU가 정보를 가지고 오는 기간에는 아무런 작업
을 할 수 없기 때문에 CPU의 오버헤드가 발생할 수 있습니다.

따라서 경량화된 프로세스 버전인 스레드가 등장하게 됩니다.

Thread

스레드가 경량화된 프로세스라고 불리는 이유는
하나의 프로세스 안에 다수의 스레드가 있을 때 공유되는 자원이 있기 때문입니다.

프로세스의 메모리 구조에는

Code 영역
Data 영역
Heap 영역
Stack 영역
이렇게 네 가지가 있는데 스레드는 코드, 데이터, 힙 영역을 공통된 자원으로 사용합니다.
각 스레드는 스택 부분만 따로 가지고 있는 것입니다.
공유되는 자원이 있기 때문에 컨텍스트 스위칭이 이러날 때 캐싱 적중률이 올라가게 됩니다.

쉽게 말하자면,
실행 상태로 변경될 때 CPU가 점유하는 모든 메모리를 다 지우고 다시 적재할 필요가 없다는 것 입니다.

Multi-process & Multi-thread

멀티프로세스와 멀티스레드 이 두 가지의 개념 모두 처리방식의 일종입니다.
한 어플리케이션에 대한 다른 처리방식이라고 생각하면 쉽습니다.

한 어플리케이션이 여러가지 일을 처리해야 하는 경우가 있습니다.
예를 들어,
여러 사용자가 로그인을 하는 경우에는 프로세스는 한번에 하나의 로그인만 처리할 수 있기 때문에
부모 프로세스가 fork()를 해서 자식 프로세스가 일을 처리하도록 하게 합니다.
이때 자식 프로세스는 부모 프로세스와 별개 메모리 영역을 확보하게 됩니다.