Thrashing이란
사용하는 프로세스가 많아질 때 어느 한계점 까지는 CPU이용율이 증가하다가 한계점 이상부터는 CPU 이용율이 떨어지게 되는데 이 때 사용량이 떨어지는 이유 중 하나가 스레싱 때문이다.
스레싱(Thrashing)이란 페이지 부재율(Page fault)이 증가하여 CPU 이용율이 급격하게 떨어지는 현상을 얘기한다. 스레싱이 발생하는 이유는 프로세스를 처리하는 시간보다 메모리에 적재되지 못한 페이지로 인하여 페이지 교체에 드는 시간이 증가하게되고 그로 인해 CPU이용률이 떨어지게 된다.
운영체제는 CPU 이용율이 낮으면 메모리에 동시에 올라가 있는 프로세스의 수인 MPD(다중 프로그래밍의 정도, Multi-Programming Degree)를 높이게 되는데 동시에 실행하는 프로세스가 많아질 수록 각 프로세스에 할당된 메모리 페이지 프레임들은 더욱 작아지게 된다. 너무 적은 페이지 프레임을 할당받은 프로세스들은 페이지 부재가 증가하게되어 Swapping이 증가하게 되고 결국 CPU의 이용율이 더욱 떨어지는 악순환이 생기게 된다.
해결방법
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Working set
지역성의 원리를 이용하여 지역성 집합이 메모리에 동시에 올라갈 수 있도록 보장하는 메모리 관리 방법이다.
워킹셋이라는 이름과 같이 프로세스의 작업을 구성하는 자주 참조되는 페이지들을 묶는다고 생각하면 이해하기 좀 더 편하다. 해당 워킹셋의 합인 전체 프레임이 할당된 페이지 프레임보다 크게되면 Thrashing이 발생하게 된다.
*지역성의 원리: 프로세스가 일정 시간 동안 집중적으로 특정 주소 영역을 참조하는 경향
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Page Fault Frequency(페이지 부재 빈도)
프로세스의 페이지 부재율을 주기적으로 조사하고 이 값에 근거하여 각 프로세스에 할당할 메모리 양을 동적으로 예측하고 조절하는 알고리즘이다. 현재 페이지 부재와 직전 페이지 부재 사이의 시간을 관찰하여 상한 값(upper bound)을 초과하거나 하한 값(lower bound) 미만이 되면 운영체제가 메모리에 올라가 있는 프로세스의 수를 조절한다.
