동기식 입출력과 비동기식 입출력
동기식 입출력(synchronous I/O)
- I/O 요청 후 입출력 작업이 완료된 후에야 제어가 사용자 사용자 프로그램에 넘어감
구현 방법 1
- I/O가 끝날 때까지 CPU를 낭비시킴
- 매시점 라나의 I/O만 일어날 수 있음
구현 방법 2
- I/O가 완료될 때까지 해당 프로그램에게서 CPU를 빼앗음
- I/O 처리를 기다리는 줄에 그 프로그램을 줄 세움
- 다른 프로그램에게 CPU를 줌
비동기식 입출력 (asynchronous I/O) - I/O가 시작된 후 입출력 작업이 끝나기를 기다리지 않고 제어가 사용자 프로그램에 즉시 넘어감
*두 경우 모두 I/O의 완료는 인터럽트로 알려줌
입출력이 끊나는걸 보고나서 인터럽트를 실행하면 동기식 입출력
입출력을 요청을 해놓고 나서 바로 인터럽트를 실행하면 비동기식 입출력
Thread
쓰레드의 구성
- program counter 프로그램카운터
- register set 레지스터
- stack space 스택
쓰레드가 동료 쓰레드와 공유하는 부분(=task)
- code section 코드
- data section 데이터
- OS resources
전통적인 개념의 heavyweight process는 하나의 쓰레드를 가지고 있는 task로 볼 수 있다.
프로세스 하나에 CPU수행 단위만 여러 개 두는게 쓰레드다.
쓰레드는 프로세스 하나에서 공유 할 수 있는건 최대한 공유하고 별도로 가지고 있는것은 CPU수행에 관련된 프로그램 카운터, 레지스터, 스택이다.
다중 쓰레드로 구성된 테스크 구조에서는 하나의 서버 스레드가 blocked(waiting)상태인 동안에도 동일한 테스크 내의 다른 스레드가 실행(running)되어 빠른 처리를 할 수 있다.
동일한 일을 수행하는 다중 쓰레드가 협력하여 높은 처리율과 성능 향상을 얻을 수 있다.
스레드를 사용하면 병렬성을 높일 수 있다.
웹페이지를 읽어오는 작업도 I/O작업이다.
웹페이즈를 읽어오는 동안에는 오래 걸리기 때문에 웹브라우저는 blocked상태이므로 아무것도 못하게된다. (사용자는 답답함, 만약에 웹브라우저를 여러개 쓰레드를 사용해서 프로그램을 만들어 놓게 되면 하나의 쓰레드가 멀리 네이버 웹서버에서 그림을 불러오는 동안에 이 프로세스를 블럭 시키지 않고 또다른 쓰레드가 이미 읽어온 텍스트라도 화면에 디스플레이를 해주면 사용자 입장에서는 결과를 빨리 볼 수 있기 때문에 답답함이 덜하다.)
쓰레드의 장점
-
응답성
빠르다. 웹 브라우저라는 하나의 프로그램이 쓰레드를 여러개 가지고 있게 되면 하나의 쓰레드가 블럭이 되더라도 다른 쓰레드가 데이터를 가져온다. -
자원을 공유함.
똑같은 일을 하는 프로그램이 여러개 있는데 그것을 별도의 프로세스로 사용하기 보다는 하나의 프로세스를 만들고 그 안에 CPU수행단위만 여러 개를 두 개 된다면 자원을 효율적으로 사용 할 수 있게 된다. -
경제성(빠르다.)
프로세스를 하나 만드는 것은 오버헤드가 크지만 쓰레드를 하나 추가 하는 것은 간단하다(그렇게 오버헤드가 크지 않다).
프로세스를 생성하고 CPU스위칭을 하는 거 보다 쓰레드를 생성하고 CPU스위칭을 하는게 더 오버헤드가 적다. -
Utilization of MP Architectures
- each thread may be running in parallel on a different processor
각각의 쓰레드가 서로다른 CPU에서 병렬적으로 일을 할 수 있다. (결과를 더 빨리 얻을 수 있다.)
